文 | 区县那点事

在AI算力爆发的时代,试问芯片和钻石哪个更珍贵?

在大家的固有印象中,钻石向来是高端饰品的代名词,在消费市场上,单颗钻石售价远高于普通消费级芯片。但当目光转向工业和科技领域,情况又是另一层反转。普通珠宝级钻石在流通中增值空间有限,而芯片是撬动数字经济、高端制造、航空航天等领域的重要支点,价值远高于消费级钻石。

钻石是经过精加工的金刚石。由于天然金刚石的产量有限,近半个世纪以来,培育金刚石成为钻石量产的关键。随着算力需求的爆发,这种具备超强导热性的金刚石,价值正在被重估。

年产800万克拉钻石的河南柘城,正在用人造金刚石给AI芯片降温。一个农业县城,在把钻石的价格“打下来”之后,又悄悄走向“价值高地”,这是怎么一回事?

从一颗砂到一条链:柘城的“点石成金”

柘城无矿山、无制造史,历来以辣椒、肉牛而闻名,但是却用60余年时间,把自己锻造成为了全球密度最高的人造金刚石产业集群。它的故事,是典型的“无中生有”的范本。

1963年,郑州磨料磨具磨削研究所研制出了中国第一颗人造金刚石。对于当时的环境而言,新技术的突破为当地的工业底子带来重要转机。于是,掌握技术的科研人员带着技术火种回乡,创立了本土的金刚石厂。

到了上世纪80年代,也就是改革开放以后,家庭式的作坊如雨后春笋般出现,源源不断地将实验室技术转化为工业化产能。90年代,柘城已经能够攻克金刚石微粉提纯、纳米分级等技术,让“柘城微粉”迅速抢占全球市场,基本奠定了工业金刚石的龙头地位。2015年后,柘城的培育钻石技术实现量产,产业因此完成了重要的价值跃迁。

掌握了核心技术,只是扼住了产业发展的关键命门,但远远不足以构建行业核心竞争力。柘城的优势在于,形成了从设备制造到原辅材料、从单晶合成到微粉加工、再到终端应用的全产业链闭环。

在这个闭环里,本地企业生产的六面顶压机,可以供应石墨粉等原辅材料,可以完成单晶合成与微粉加工,甚至可以对接到下游的钻石首饰设计与销售。极致而高效的产业生态,让上下游之间的协同成本大幅降低,新的技术突破甚至可以在极短的时间内传导至全产业链。

十万从业者,让“家家有匠人、户户懂微粉”不再成为神话。相比于用资本快速砸出来的产业集群,两代人用极具匠心的产业文化构筑的“护城河”,才是柘城的底气。一年之内,力量钻石、惠丰钻石两家上市公司成为创新龙头;截至目前,400余家配套企业环绕柘城四周,共同支撑起这个年产值占全县工业总产值60%以上的支柱产业。

2024年底,柘城作为核心承载地,助力“郑南商许超硬材料集群”入选国家先进制造业集群,其产业地位上升至国家战略层面。柘城县年产金刚石单晶60亿克拉、微粉150亿克拉、培育钻石1200万克拉,是全球最大的培育钻石毛坯生产基地之一。可以说,在全球培育钻石产能版图中,柘城牢牢占据了“心脏”地位。

但是,规模优势下,往往会触碰到价值天花板。当柘城用量和规模把价格打下来,也面临着“做精做深”的深层挑战。一是低端培育钻石与价格波动,自2022年以来,培育钻石价格从高点下跌超过80%,导致头部企业相关业务收入与毛利率大幅下滑;二是品牌价值缺位,产业多集中在毛坯加工环节,终端品牌长期被海外巨头如戴比尔斯等主导。除此之外,作为一个县城,区位、资源、人才、研发等是难以逾越的鸿沟。

柘城如何从“价值洼地”走向“价值高地”?答案指向战略新兴领域。

从工业工具到芯片散热:产业的多重跃迁

科技与AI时代的到来,给柘城带来了前所未有的机遇。

随着算力需求的爆发式增长,芯片的发热量也在水涨船高。传统的散热材料,比如铜、硅、铝,已经接近极限。当整个行业都在寻找一种能够给AI“降温”的材料时,金刚石凭借着顶尖的导热性能,成为AI芯片、6G、数据中心等领域的最优散热解决方案。

金刚石的热导率是铜的五倍,是硅的十几倍。一块指甲盖大小的金刚石散热片,可以让高功率芯片的温度骤降几十摄氏度。行业一致认为,金刚石散热是AI算力时代普遍的发展趋势。

柘城在工业金刚石积累的技术和经验,比如单晶合成、大颗粒培育、微粉加工技术等,恰好完美适配这个赛道的需求。

2025年1月,力量钻石的半导体金刚石散热片生产线投产,攻关高功率芯片热沉材料,为国内高端电子战略产业提供关键耗材;同年,惠丰钻石高导热金刚石粉体项目投产,年产20吨高导热复合材料及粉体,产品直接供给新能源汽车、大型数据中心散热场景。

虽然选择了不同的技术路线,但都指向同一个目标、涌入同一片蓝海:从工业微粉做切割研磨,到培育钻石做珠宝首饰,再到给芯片散热,让金刚石完成从工具材料到功能材料的转型,同时打开工业、消费和科技三个市场。

显然,柘城在这个赛道上信心十足。但从传统的切割、研磨工具跃迁为可直接用于AI芯片的散热核心工具,其中的难度远比想象中的还要大。目前,金刚石在AI散热领域的应用仍处于“有需求、无大规模量产”的初试阶段。

最大的障碍就是良品率不足,MPCVD设备生产温度高达七八百度,单晶硅基体冷却时极易变形,直接导致金刚石散热膜碎裂,一碎就是整批报废;加上超高能耗和长达一周的生产周期——传统拉丝模具12小时就能出成品,热沉片要一周,导致成本居高不下。

尽管困难重重,机遇仍藏在挑战之中。柘城坚实的产业基础为其技术转型、跨界拓展提供了巨大的缓冲空间。传统的业务比如用于半导体晶圆切割的拉丝模具订单仍然火爆,这使得企业有底气、也有能力去攻克半导体级金刚石热沉片的技术难关。

以旧养新,以刚碰强。在风口之上,唯有在适合自己的赛道上足够专注、做到极致,构建起难以复制的全产业链优势,并勇敢探索,奇迹就藏在身边。从磨料微粉到婚戒,从婚戒到芯片散热片,每一次跃迁看似跨界,实则是同一项技术在不同场景的延伸。

柘城在这条路上,说不上弯道超车,只是一代又代人把一颗颗“砂”培育成了“钻”。相信未来在散热赛道上,同样也能闪耀出彩。