CITICによると、AIチップの電力需要急増を受け、ダイヤモンド冷却ソリューションは産業規模での実用化に近づいている。

CITIC証券の新たな調査レポートによると、人工知能（AI）チップの電力需要の急増と従来の冷却方法の限界を背景に、ダイヤモンドベースの熱管理ソリューション市場は2026年に産業化の初年度を迎える見込みです。

AIの熱問題

AIアクセラレータの急速な進化は、深刻な熱問題を引き起こしています。CITIC証券のアナリストは、高性能GPUの急激な消費電力増加を指摘し、NVIDIAのHopperシリーズの700WからBlackwellの1,200W、そして次世代のRubinアーキテクチャでは約1,800Wへと消費電力が上昇すると予測しています。将来の世代では4,400Wに達する可能性があり、わずか数年で6倍以上に増加することになります。

このような高消費電力は、局所的な熱流束密度が1,000W/cm²を超えるという結果をもたらします。銅などの従来の放熱材は、熱伝導率が約400 W/(m·K)と、物理的な限界に近づいています。一方、ダイヤモンドは2,000～2,200 W/(m·K)という高い熱伝導率を誇り、次世代の熱管理における魅力的な代替材料となっています。

市場予測と業界の動向

CITIC証券は、AIサーバーや光学モジュールにおいて、ヒートスプレッダー、ヒートシンク、コールドプレートといったダイヤモンドベースの部品が金属部品に取って代わり始めていることから、大きな市場機会が生まれると予測しています。同レポートによると、ダイヤモンドを用いた熱ソリューションの世界市場は、2030年までに1,150億人民元（約158億ドル）に達し、2027年から2030年までの年平均成長率（CAGR）は約143%になると推定されています。

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この傾向は、合成ダイヤモンド業界における価値の転換点ともなっています。中国は世界の人工ダイヤモンド生産量の約90%を占めていますが、その価値は低コストの工業用研磨材から、熱管理などの高性能な機能用途へとますますシフトしています。

競争環境と課題

業界は現在、コストと製造の複雑さという2つの主要な課題に直面しています。CVD（化学気相成長法）ダイヤモンドヒートシンクの価格は、銅やアルミニウム製の代替品に比べて依然として桁違いに高くなっています。コスト削減の重要な分野としては、設備減価償却費と成長プロセスにおけるエネルギー消費量の削減が挙げられます。

技術的な課題も依然として存在し、特に大型チャンバー製造装置の開発と、熱境界抵抗（TBR）を最小限に抑えるための接合プロセスの確立が課題となっています。報告書によると、競争環境は英国のElement Six社が主導しており、中国、日本、米国の企業間で競争と協力が入り混じった状況となっています。国際企業は単結晶ダイヤモンドとTBR制御において優位に立っていると見られていますが、中国メーカーは多結晶ダイヤモンドの製造能力と低エネルギーコストの優位性を活かして、その差を縮めようとしています。