金刚石冷却技术，钻石散热走入AI服务器

发布时间：2026-03-13 17:15:02 | 浏览量： 118次

金刚石热导率最高达2200W/m·K，是铜的5倍、铝的10倍，可让GPU降温30℃+、算力能效提升15%-22%，完美解决千瓦级芯片“高热瓶颈”。机构测算：2030年仅AI芯片领域，金刚石散热市场空间就达480-900亿元，2026年被业内定为量产元年。




随着 AI 芯片功耗持续向 1400W 甚至 2000W 的物理极限突破，传统纯铜散热材料已难以满足高热流密度下的散热需求，金刚石凭借超高导热特性成为 AI 芯片散热领域的核心新材料。




近期，美国公司Akash Systems宣布，其与服务器制造商MiTAC Computing Technology合作推出全球首批“钻石冷却”AI服务器，并已获得价值约3亿美元（约20.7亿人民币）的订单。这是金刚石导热技术首次正式部署于商用 AI 服务器体系，实现了高功率 GPU 与金刚石散热技术的结合。



全球首台“钻石冷却AI服务器”

根据Akash Systems与MiTAC公布的信息，这套系统是全球首个采用钻石散热结构的AI服务器平台。整机核心算力基于AMD Instinct MI350X GPU，同时搭载双路AMD EPYC 9005处理器，并配备AMD Pensando Pollara 400网络接口卡以及ROCm软件栈。




从硬件架构来看，这是一套标准的高端AI训练服务器配置。但在散热结构上，该系统引入了Akash Systems开发的钻石热扩散层。该材料被嵌入在GPU散热堆叠结构中，形成新的热传导路径，使芯片产生的热量能够更快从热点区域扩散至更大的散热表面。




Akash Systems的数据印证了这一点：在引入钻石散热层后，GPU和HBM内存温度最高可降低约10°C，同时服务器在相同功耗下可实现最高约22% 的每瓦算力提升，整体吞吐量在高温环境下可提升约15% 。

为什么是钻石？

钻石之所以被称为“终极散热材料”，源于一个惊人的物理特性：热导率。天然金刚石室温热导率高达2000–2200 W/(m·K)，约为铜的5.5倍、铝的10倍以上。在相同条件下，钻石可以比铜快约五倍的速度将热量从芯片局部热点区域扩散出去。除此之外，金刚石还兼具电绝缘、高耐压、高硬度和耐腐蚀特性，使其在AI芯片、5G基站、量子计算等极端场景中具备不可替代性。正因如此，金刚石也被誉为 “终极半导体材料” 。




Akash Systems表示，其钻石散热层能够实现比铜快约五倍的热扩散速度，从而大幅降低芯片热点温度。对于GPU而言，这种温度变化意义重大，因为现代AI加速器往往受到热节流机制限制。一旦温度过高，系统会自动降低频率以保护硬件。




如果散热能力能够大幅提高，GPU就可以在更长时间内维持最高频率运行，这正是Akash Systems所强调的“无降频运行”。




不过值得注意的是，钻石散热并不是要取代传统散热系统。相反，它更像是芯片封装层的一种增强材料，与现有的风冷或液冷系统协同工作。




中国企业力量

在金刚石散热赛道，中国拥有一个得天独厚的优势：产量。我国人造金刚石产量占全球90%以上。从消费级“培育钻石”到工业级“散热材料”，中国企业在产业链上游占据绝对主导地位。而高端散热材料的国产化突破正在加速。 




碳方程推出的915MHz 系列 MPCVD 设备（TFC-50200A），成为金刚石规模化量产的关键支撑。该设备采用专属 915MHz 微波频率与 50KW 运行功率，单炉可稳定产出 489 片 7*7mm 规格的单晶金刚石，或直接生产 8 英寸多晶金刚石产品，不仅沉积面积扩展至 210 毫米，还支持 24*7 不间断无人值守生产，故障率低且产品净度达 VVS 级，在大尺寸、高品质与低成本之间实现完美平衡。



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