跌成白菜价后，河南钻石如何卡住全球芯片脖子|河南|碳化硅|纳米|金刚石|钻石

环球零碳

碳中和领域的《新青年》

摘要：

河南人把普通的碳元素硬生生玩成了AI时代的硬科技。河南金刚石从“首饰钻石”向“算力钻石、半导体钻石、量子钻石”华丽转身，成为中国硬科技版图上不可或缺的存在。

撰文 | 小明

编辑 | 小澜

→这是《环球零碳》的第2117篇原创

碳（C），是地球上最常见的元素之一，但它又是材料界的变形金刚，能做成各种高端材料。

金刚石、石墨、石墨烯、碳纳米管、类金刚石碳，其主要成分都是由碳元素构成，属于同素异形体。

河南人把这普通的碳元素“玩”到了极致。最轰动全球的，应该是前两年，河南一些小县城通过人造钻石，把曾经高不可攀的“鸽子蛋”直接打到白菜价，只有天然钻石的十分之一，让普通百姓也能实现“钻石自由”。

此举逼得国际珠宝巨头戴比尔斯不得不暂停南非的钻石矿生产。

如今的河南，已经成为全世界重要的钻石生产基地之一，掌握了全球90%以上的人造金刚石产能，构建起了从设备制造、原辅材料制备、合成加工到检验检测、制品应用的完整产业链。

尤其是省会郑州，作为我国第一颗人造金刚石的诞生地，郑南商许（指郑州、南阳、商丘、许昌）超硬材料国家先进制造业集群的“领头羊”，汇聚了郑州三磨所、四方达、华晶等120多家企业，产业规模超150亿元，着力打造“培育钻石之都”。

但是，这种金刚石产能，最赚钱的生意还不是做钻石，而是贴在高端芯片里。

2026年，英伟达和AMD两大芯片巨头的最新一代AI服务器里，都装上了一种特殊的散热材料，培育钻石热沉片。

这种人工种出来的金刚石，导热性能是铜的5倍、硅的20倍，是当前最能扛住AI芯片发热量的散热材料。

一不小心，河南人把普通的碳元素又硬生生玩成了AI时代的硬科技。河南的金刚石，也正从“首饰钻石”向“算力钻石、半导体钻石、量子钻石”华丽转身，成为中国硬科技版图上不可或缺的存在。

人工智能必需品

如果说培育钻石让消费者实现了“钻石自由”，那么真正让钻石从“奢侈品”变为“必需品”的，是AI算力的爆炸式增长。

为什么是金刚石？

根据“10℃法则”，温度每升高10℃，芯片使用寿命大约减半。

因此，AI竞赛不仅是算力的比拼、电力的对决，更是散热的较量。液冷技术解决的是将热量从设备里带出去，但难以化解芯片局部过热；伴随芯片功耗的快速攀升，如英伟达Rubin架构GPU达到了2300瓦，而铜的热导率只有400W/(m·K)，传统铜散热方案已经“捉襟见肘”。

金刚石就成为了“天选之子”，它是目前已知的天然物质中热导率最高的材料，导热性能是铜的5倍、硅的20倍，且其电阻率极高，不会影响芯片电路运行，因此金刚石就成为了芯片散热的最佳方案。

今年1月，在拉斯维加斯举行的消费电子展上，英伟达宣布新一代人工智能平台Vera Rubin 将全面采用“金刚石铜复合材料+45℃温水直液冷”的全新散热方案。

紧接着，在英伟达创始人黄仁勋中国行期间，一张照片在社交媒体上疯传：黄仁勋与与超赢钻石科技创始人朱艳辉的合照。

这是郑州金刚石在“AI圈”的一次重磅亮相。

5月，央视财经频道专题报道“金刚石挺进AI新赛道”，国家磨料磨具质量检验检测中心（郑州三磨所）表示，2025年的送检量是2024年的5倍，2026年前4个月的送检量已超2025全年；四方达董事长直言“产能完全不能满足市场需要”。

英伟达的选择并非孤例。今年1月，台积电完成了碳化硅与单晶金刚石两种散热材料的对比测试，最终选定单晶金刚石作为千瓦级功耗AI芯片的背面散热方案；3月，美国Akash Systems公司推出搭载 AMD Instinct MI350X GPU 的金刚石冷却 AI服务器，获得3亿美元订单；芯片巨头英特尔、高通也纷纷入局，开展金刚石散热技术的测试与商用试点。

全球算力供应链最顶端的几家公司，已经替整个行业做出了选择——金刚石散热不是可选，是必选。

业界也将2026年视为“金刚石散热规模化应用元年”。

据中泰证券研报预测，2026年全球高端AI芯片用金刚石散热片市场规模有望达到87亿元，至2030年有望快速增长至592亿元，复合年均增长率超过50%。

AI 催热百亿级赛道，郑州已经行动。在四方达“天璇功能性金刚石超级工厂”，800台自主研发的MPCVD设备稳定产出单晶金刚石，专为AI芯片量身打造“散热神器”；哈尔滨工业大学郑州高等研究院参股孵化公司——河南碳真芯材科技有限公司实现4-8英寸金刚石晶圆稳定制备，金刚石铜复合散热片实现规模化、商业化应用；中科粉研年产4万片金刚石4寸散热片和60吨微纳米球形金刚石粉体项目进入环评公示阶段......

第四代半导体“核心成员”

如果说芯片散热是金刚石在AI浪潮下最紧迫的应用方向，那么作为第四代半导体，则是金刚石更长远的目标。

半导体产业历经硅、锗第一代，砷化镓、磷化铟第二代，碳化硅、氮化镓第三代。而以金刚石、氧化镓为代表的第四代半导体材料，具备禁带宽度大、击穿电场高等特性，适配极端高压、高频、高温工作场景，在AI芯片、5G/6G通信、新能源汽车、航天军工等领域具有不可替代的优势，被誉为“终极半导体材料”。

也就是说，金刚石既可以作为芯片的散热基片，还可以直接制备半导体器件，实现器件与散热一体化。

今年6月，总投资15亿元的国内首个第四代半导体材料制造基地落户郑州高新区，具备500台MPCVD生产2~4英寸单晶晶圆和50条LPPHT生产微米/纳米球形金刚石的能力，三年内年产值达30亿元、税收3亿元。

量子科技的“神器”

金刚石不仅是集成电路等战略性新兴产业的“终极材料”，也在量子科技等未来产业领域大显身手。

日前，安徽省国盛量子科技有限公司完成数千万元战略融资，由国家电网旗下的国网创投基金实施，资金将主要用于金刚石NV色心量子测量技术迭代和产业化落地。

所谓金刚石NV色心，就是在金刚石晶格中，一个氮原子取代碳原子，并在邻近位置留下一个空位所形成的“缺陷”结构，能够实现超高灵敏度磁场、温度、应力探测，是量子传感器的核心材料，在电力电网系统、地质勘探等领域具有广阔的应用前景。

量子传感器并非国家电网的“专属”。2025年1月，南方电网成功研制全球首套±800千伏特高压直流量子电流传感器顺利通过新产品技术鉴定，4月在‌昆柳龙直流工程柳州换流站‌首次投入运行。

在量子科技领域，合肥“量子大道”上的“三驾马车”（国盾量子、国仪量子、本源量子）最为出名。如今，邻省的郑州凭借着金刚石材料，也拿到了“入场券”。

结语