단일 칩으로 AI 칩의 전력 소비가 계속해서 급증하고 있습니다.-현재 수 킬로와트의 전력을 소비하고 엄청난 열을 발생시킵니다.-기존 구리 방열판과 기존 액체 냉각은 물리적 한계에 가까워져 더 이상의 성능 향상을 위한 여지가 거의 없습니다. 그러나 다이아몬드는 구리의 몇 배에 달하는 열 전도성을 갖고 있으며 현재까지 알려진 최고의 열 전도성 소재입니다. 지난 2년 동안 다이아몬드- 기반 방열 기술이 연구실에서 공장 현장으로 전환되기 시작하여 고급 AI 서버 냉각을 위한 새로운 핫스팟으로 부상했습니다.-
그러나 핵심은 다음과 같습니다. 다이아몬드 방열이 실제로 수익을 창출하고 대규모 채택을 달성할 수 있는지 여부는{0}}이론적인 성능 우월성에 달려 있지 않습니다. 장비와 프로세스의 실행 가능 여부, 비용 절감 가능 여부, 공급망 전반에서 누가 승자와 패자인지에 대한 세 가지-실제 문제-가 있습니다. 올바르게 수행하면 장기적인-산업 혁명이 됩니다. 잘못 이해하면 그것은 또 다른 과장된 개념일 뿐입니다.
두 가지 기술 경로: CVD가 절대 주류입니다.
합성 다이아몬드는 두 가지 방법으로 생산됩니다.
HPHT(고압 고온): 흑연은 다이아몬드를 "압착"하기 위해 고압, 고온-조건에 노출됩니다. 높은 수율과 저렴한 비용을 제공하지만 결정 순도가 제한되고 크기가 제한됩니다. 이 경로는 연마재 및 실험실에서 제작한 보석과 같은 저가형-애플리케이션에만 적합하며 반도체 열 방출 요구 사항을 충족할 수 없습니다.
CVD(화학 기상 증착): 다이아몬드는 특정 조건 하에서 가스로부터 "성장"됩니다. CVD 변이체 중에서,MPCVD(마이크로파 플라즈마 CVD)최고의 열 전도성을 갖춘 고순도, 대면적-다이아몬드를 생산할 수 있어 현재 AI 칩 방열판의 주류 경로가 되고 있습니다.
해결해야 할 중요한 오해:보석-등급 CVD 다이아몬드그리고방열을 위한 반도체-등급 CVD 다이아몬드근본적으로 다릅니다. 둘 다 MPCVD 장비를 사용하여 생산되지만 공정 매개변수, 제어 표준 및 품질 요구 사항은 완전히 별도의 시스템에 속합니다. 주얼리-등급 제품은 소비자 시장을 대상으로 시각적 외관-색상, 선명도, 컷-에 중점을 둡니다. 반면, 반도체 방열에 사용되는 다이아몬드는 불순물 함량, 구조적 안정성, 열전도율 균일성에 대한 매우 엄격한 제어가 요구되며, 보석용 다이아몬드의 치수 정확도와 성능 일관성 표준은 훨씬 뛰어납니다. 대대적인 개조 없이 보석 생산 라인이 방열판 제조로 직접 전환되기를 기대하는 것은 불가능합니다.
MPCVD 장비: 공급망의 "병목 현상" 공작 기계
MPCVD는 다이아몬드 히트싱크를 생산하는 핵심 장비다. 이전에는 단일 제품의 가격이 천만 위안이 넘고 리드 타임이 12~18개월에 달해 전적으로 수입에 의존했습니다. 현재 국내에서 생산되는 장비의 가격은 300만~500만 위안으로 떨어졌습니다.-40% 이상 감소하여-진입 장벽이 크게 낮아졌습니다.
그러나값싼 장비가 값싼 제품과 같지는 않습니다.. 장비 감가상각비는 다이아몬드 재료비의 30~40%를 차지할 수 있습니다. 저렴한 하드웨어는 첫 번째 단계일 뿐입니다. 수율이 향상되지 않으면 폐기된 불량품으로 인해 절감액이 소진될 것입니다. 장비 비용 절감과 공정 성숙도가 함께 발전해야 최종-제품 가격이 진정으로 하락할 수 있습니다.
성장 과정: 핵심 지식-방법
생산량을 늘리기 위해 성장 속도를 높이거나 메탄 농도를 높이거나 압력을 높일 수 있습니다.-그러나 매개변수를 너무 많이 밀어 넣으면 다이아몬드에 흑연 상, '그을음' 및 기타 불순물이 생겨 전체 웨이퍼가 망가집니다. 따라서 장비는 단지 기초일 뿐입니다. 진정한 차별화 요소는 제조업체가 온도, 가스 비율 및 압력을 동적으로 제어하는 방법입니다.{2}}이것이 선두 업체와 팩을 구분하는 철저하게 보호되는 핵심 노하우입니다.{3}}
가치 사슬에서 돈을 버는 사람: 미드스트림
공급망은 세 부분으로 나뉩니다.상류(원료 + MPCVD 장비),내의 한복판(방열판 제작 및 마감), 그리고하류(모듈 통합 + 고객 검증). 중류가 차지한다50–60%업계의 가치를 절대적인 핵심으로 삼고 있습니다.
업스트림: 20~30%를 차지합니다. 단결정-및 고순도 분말-의 총 마진은 40~60%에 이르며 높은 이익 탄력성을 제공합니다. 그러나 마진은 변동성이 크고 장비 업그레이드 및 원자재 가격 변동에 취약하므로 이 부문은 전체 부문을 고정시키기에는 불충분합니다.
내의 한복판: 장벽이 가장 높고 마진도 가장 좋습니다. 단-크리스탈 다이아몬드 방열판의 총 마진은50–70%; 다결정 및 다이아몬드{0}}구리 복합 재료 사용30–50%. 가장 실행 가능한 단기-솔루션은다이아몬드-구리 복합 재료-단일-크리스털 다이아몬드는 뛰어난 성능을 제공하지만{2}}넓은 면적의 수율이 낮고 대량 채택하기에는 가격이 너무 높습니다. 복합재는 처리 및 패키징을 더 쉽게 하기 위해 일부 열 전도성을 희생하여 기존 서버 생산 라인에 직접 통합할 수 있으므로 현재 소규모 배치 배포의 핵심이 됩니다.
백엔드 프로세스에서 미드스트림 센터의 문제점:{0}}다이아몬드와 구리는 본질적으로 호환되지 않습니다.{1}}두 재료는 접착력이 좋지 않으며 열 장벽 저항을 생성하는 보이드를 형성하여 열 방출 성능을 심각하게 저하시키는 경향이 있습니다. 더욱이, 다이아몬드는 초{3}}경질 재료(경도 등급 10)이며, 정밀 가공이 느리고 도구가 빨리 마모되어 비용이 많이 듭니다. 이러한 요소는 장벽을 크게 높입니다.
하류: 10~20%를 차지하며 총마진은 20~30%입니다. 여기에는 기술 장벽이 낮은 조립, 테스트 및 기타 지원 작업이 포함됩니다. 실제 숨겨진 장벽은 검증 주기가 길고 엄격한 최종 사용자 컴퓨팅 제조업체에 있습니다.-이는 볼륨 출시에 있어 가장 큰 병목 현상입니다.
국내 생산능력
생산 능력 면에서 볼 때 중국은 -절대적으로 공급이 잘되지만 고급 공정에서는 부족합니다-. 해외 지도자들은 다음과 같습니다.Element Six, Coherent 및 Akash 시스템성숙한 기술 생태계를 갖추고 있습니다. 특히 Akash Systems는 NVIDIA 및 AMD GPU 서버에 배포된 제품과 클라우드 제공업체에 현장 배포된 제품을 사용하여 이미 상용 납품을 완료하여 완전한 폐쇄형{2}}루프 솔루션을 구성했습니다.
중국은 세계 최대의 합성 다이아몬드 생산국이며, 낮은 전기료 덕분에 신장과 내몽골이 핵심 생산 허브로 부상하고 있습니다. 많은 국내 기업이 소규모 배치 시험을 실시하고 검증을 위해 샘플을 보냈지만 업계에서는 오랫동안 연마재와 보석류에 중점을 두었으며 반도체-급 고급-애플리케이션이 아주 작은 점유율을 차지하고 있습니다.
중국의 진정한 약점은-결정체 성장에 있는 것이 아닙니다.(다이아몬드 블랭크 생산 가능)-백엔드 프로세스 및 검증 시스템-. 대부분의 국내 업체들은 표면 금속화, 저-손상 정밀 가공, 이종 접합과 같은 중요한 단계에 갇혀 있습니다. 또한, 해외 시장은 표준화된 열 신뢰성 검증 시스템의 이점을 누리고 있는 반면, 중국은 통합 테스트 표준이 부족하여 검증 요구 사항이 고객마다 매우 다양하여 시장 출시 기간이-}크게-연장됩니다.
현재 중국은 장비 현지화 및 전기 비용 이점을 통해{0}}따라잡기 위해 노력하고 있지만 업계는 여전히 샘플 및 소규모 -배치 검증 단계-에 머물러 있으며 기존 냉각 솔루션을 대규모로-교체하기에는 아직 멀었습니다.