分析-中國實驗室培育鉆石製造商將人工智能和芯片領域視為下一波增長的重點
Amy Lv/Casey Hall
路透社鄭州10月26日 - 馮燦軍工廠每年生產的200萬克拉實驗室培育鉆石中,目前約70%用於珠寶首飾。
但這位企業家認為,中國合成鉆石產業的未來在於為半導體、人工智能服務器及其他高科技應用提供先進材料。
“我計劃到2030年將用於功能性材料的產品占比提高到50%以上,同時將用於珠寶行業的占比降至最多30%,”馮燦軍表示。
隨著競爭加劇和價格承壓,占全球供應量約一半的中國實驗室培育鉆石生產商正將目光投向寶石領域之外。
這一轉變可能使該行業在中美技術競爭中具有更大的戰略意義。如果合成鉆石在半導體和人工智能基礎設施的熱管理領域得到更廣泛的應用,中國在生產方面的主導地位可能會成為美國供應鏈的又一薄弱環節。
“這一轉型如今已成為鉆石行業最具決定性的結構性變革,並對全球技術供應鏈產生直接影響,”咨詢公司Ken Research的客戶關係經理戈恩卡(Manan Goenka)表示。
企業和分析師指出,來自芯片、熱管理及量子技術等領域的需求可能成為該行業的下一個主要增長引擎,而合成鉆石因其能夠提升先進電子和計算系統性能的特性而備受青睞。
這一趨勢的出現正值人工智能推動數據中心容量需求激增之際。國際能源署在2025年的一份報告中指出,到2030年,數據中心的用電量預計將翻一番以上,達到約945太瓦時,大致相當於日本的年用電量,而人工智能是這一增長的主要驅動力。
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人工智能帶來的機遇
分析師認為,熱管理是短期內的機遇,而將鉆石用作半導體材料距離廣泛商業化應用尚需時日。此外,芯片應用所需的鉆石純度遠高於用於切割和鉆孔工具的鉆石,且製造標準也更為嚴格。
但全球部分最大科技公司的興趣表明,隨著人工智能計算產生的熱量日益增多,芯片應用有望成為新的需求來源。
中國媒體報導稱,華為和台積電 2330.TW 正在探索將合成鉆石用於芯片散熱,而聯想 0992.HK 已在中國推出一款消費級筆記本電腦,據稱該產品採用了鉆石-銅復合散熱材料。
今年6月,英特爾 INTC.O 首席執行官譚立武表示,他個人投資了Diamond Foundry——一家致力於開發芯片級人造金剛石晶圓的人造金剛石製造商。
華為、聯想和英特爾均未回應置評請求。台積電拒絕置評。
一些中國生產商已開始投資以應對預期需求。根據6月的一份備案文件,河南利良鉆石 301071.SZ 計劃將原本用於擴大寶石級鉆石生產的10億元(1.4918億美元)資金,轉投到一個新的功能性鉆石項目中。
據寧波材料科技研究院稱,4月,中國研究人員開發的鉆石-銅散熱模塊將芯片模塊的熱傳導效率提高了80%,並將芯片性能提升了10%。
若該技術得到更廣泛的應用,可能會重塑用於防止芯片過熱的熱管理材料市場。德國漢高公司 HNKG.DE、美國化工企業陶氏化學 DOW.N 以及日本信越化學工業 4063.T 均銷售用於散熱的芯片產品。如果鉆石散熱片在人工智能芯片和數據中心中得到廣泛應用,可能會與某些現有材料形成競爭。
漢高、陶氏和信越均未回應置評請求。
在中國以外,相關基於鉆石的產品也在被探索。6月,德比爾斯(De Beers)旗下的合成鉆石和先進材料業務Element Six與日本Orbray公司表示,他們已生產出3英寸單晶金剛石晶圓,並正在俄勒岡州準備投產2英寸晶圓。
西班牙政府正向位於特魯希略的Diamond Foundry工廠投資 (link) 7.53億歐元(8.68億美元),該工廠將生產合成金剛石晶圓。若建成投產,這將成為歐洲首家大規模生產金剛石襯底(一種半導體製造用材料)的企業。
10月初,美國熱管理公司Frore Systems推出了 (link) LiquidJet Diamond,這是一款集成了金剛石散熱片的多級冷板。
“該技術及工業領域的應用範圍和潛力,可能遠超零售鉆石珠寶業務——後者年產值約為1000億美元,”獨立鉆石顧問布凱(Robert Bouquet)表示。
鉆石機器
馮先生位於賈瑞福的工廠是聚集在河南省中部地區的數百家實驗室培育鉆石生產商之一,該省占中國合成鉆石產量的80%。
實驗室培育鉆石是在模擬天然鉆石形成所需的高溫、高壓條件的機器中制成的。它們在物理特性上與開採出的鉆石完全相同。
馮先生工廠中的一台機器六天內即可生產120克拉的毛坯鉆石,將自然形成過程中需要數十億年的時間大幅縮短。
馮先生擁有550台此類設備,每台造價約300萬元人民幣,重達100多噸。自2019年創業以來,這些設備使他的年產量增長了十倍,到2025年將達到200萬克拉,相當於德比爾斯去年產量的約9%。
中國政府已著手將該技術納入出口管制體系,於2024年對相關機械和關鍵部件實施限制 (link)。2025年,中國又將更多合成鉆石產品 (link) 列入管制清單,不過根據去年10月達成的中美協議,該措施的實施被推遲了一年。
“更廣泛的影響是,合成鉆石可能會越來越多地成為圍繞半導體、稀土和先進製造業的戰略貿易政策討論的一部分,”戈恩卡表示。
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中國實驗室培育鉆石產量的快速擴張推動了價格下跌,這給生產商帶來了更大的壓力,迫使他們尋找更高價值的用途。
據馮先生介紹,珠寶級鉆石的毛利率為30%至40%,而工業用鉆石的毛利率約為50%。他計劃不再進一步擴大產量,而是將更多產能轉向高附加值的工業用途。
儘管合成鉆石在先進工業應用中的商業潛力仍不確定,且存在加劇中國工業產能過剩風險的可能性,但生產商們依然保持樂觀。
“這將是一個千億甚至萬億元的市場,我們正在戰略性地向下一代應用領域拓展,以取代傳統應用,”馮先生表示。
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