ダイヤモンド放熱材が87%高、NVIDIAがAIチップ冷却に採用

合成ダイヤモンドは、かつては消費者向け宝飾品の一過性の流行とみなされていたが、AIチップの熱管理に不可欠な材料として再評価されている。

合成ダイヤモンド関連株は今年87%急騰した。この材料の熱伝導率（銅の4倍）は、1平方センチメートルあたり150Wを超える電力密度に達したAIチップの性能限界を打破するソリューションとして位置づけられている。

「ダイヤモンド材料とAIコンピューティング能力の組み合わせは、先端チップの性能ボトルネックを突破する重要な道筋です」と、潮州ダイヤモンド（Chaoying Diamond）の朱岩輝CEOは、2026年の中国訪問中にNVIDIAのジェンスン・フアンCEOと会談した後に述べた。

ダイヤモンドの自然な熱伝導率は2,000～2,500 W/(m・K)であり、銅の約400 W/(m・K)やアルミニウムの約250 W/(m・K)をはるかに上回る。熱膨張係数は1.0～1.5×10⁻⁶/Kとシリコンや炭化ケイ素に極めて近く、数千回の熱サイクル後も界面剥離を防ぐ。NVIDIAは2月、次世代GPUにダイヤモンド複合材と液冷ソリューションを採用すると発表し、潮州ダイヤモンドのダイヤモンド-銅複合材は同社のサプライチェーン検証に合格した。

華安証券（HuaAn Securities）は、世界のダイヤモンド熱管理市場は保守的なシナリオで2032年までに970億元（134億ドル）、楽観的なシナリオでは9,740億元に達する可能性があると予測している。中国メーカーは世界の合成ダイヤモンド原石生産能力の63%（2,520万カラット）を支配しており、需要が宝飾品からチップ冷却へとシフトする中で構造的な供給優位性を持っている。

AIチップが熱の壁に直面

このシフトを駆動する根本的な問題は単純明快だ。AIチップの性能が高まれば高まるほど、発生する熱も増える。半導体の故障率は、動作温度が18℃上昇するごとに2～3倍上昇すると華安証券は指摘する。ハイパフォーマンスコンピューティングのシナリオでは、チップの熱流束密度は1平方センチメートルあたり150Wに達し、航空搭載レーダー用途では1平方センチメートルあたり10¹⁰Wを超える。従来の冷却方式（空冷、液冷、ベーパーチャンバー）は物理的限界に近づきつつある。ダイヤモンドは、銅の5倍、シリコンの10倍の速さで熱を伝導するため、段階的な改善をもたらす。

中国メーカーが生産拡大を競う

中国の合成ダイヤモンド企業はこの機会を捉えるべく迅速に動いている。黄河旋風（HuangHeXuanFeng）は2月、国内初の8インチダイヤモンドヒートシンク生産ラインを稼働させ、年間生産能力は2万個とした。四方達（SiFangDa）は同社のダイヤモンドヒートシンクが海外顧客のテストに合格し、少量供給を開始したと発表、新工場は来年末までの完成を予定している。力量ダイヤモンド（LiLiang Diamond）は下流の需要が継続的に増加していることを「明確に感じる」とし、複数の国内半導体企業が積極的にサンプル納品とテストを進めていると述べた。中兵紅箭（ZhongBingHongJian）はダイヤモンドヒートシンクの小ロット生産を達成し、恵風ダイヤモンド（HuiFeng Diamond）は高熱伝導率ダイヤモンド単結晶、粉末、金属複合材を網羅する完全な産業チェーンを構築中である。

再評価は収益の伸びよりも速く進んでいる。四方達と力量ダイヤモンドは5月25日時点で、それぞれ過去12カ月の利益の179倍と157倍で取引されており、これは現在の収益性ではなく、複数年にわたる需要サイクルに対する市場の期待を反映している。TrendForceによると、AIサーバーGPU市場の75.9%のシェアを占めるNVIDIAが需要のアンカーとなっているが、技術は依然として開発段階にあり、実験室から量産までには通常18～24カ月を要する。投資家にとっての課題は、ダイヤモンド放熱材が、NVIDIAのGPU消費電力が700ワットを超えた2023年に液冷関連株を300%以上押し上げた液冷と同様の軌道をたどるかどうかである。

本記事は情報提供のみを目的としており、投資助言を構成するものではありません。