Китайские производители алмазов переключаются на рынок искусственного интеллекта
Сегодня на Китай приходится примерно половина мирового выпуска выращенных в лаборатории алмазов, а провинция Хэнань обеспечивает около 80% китайского производства. Однако наращивание предложения привело к снижению цен на ювелирные камни. Поэтому предприятия всё активнее осваивают более дорогие технические применения, где важны физические свойства материала.
Алмаз отличается исключительно высокой теплопроводностью и способен эффективно распределять тепло, возникающее при работе мощных электронных компонентов. Для ускорителей искусственного интеллекта и серверов это очень важное качество, так как увеличение плотности вычислений сопровождается ростом энергопотребления и усложняет охлаждение. По прогнозу Международного энергетического агентства, к 2030 году дата-центры могут потреблять около 945 ТВт·ч электроэнергии в год — более чем вдвое больше, чем в 2024-м. Ближайшей коммерческой возможностью эксперты считают не замену кремния алмазом в самих микросхемах, а использование алмазных материалов в теплоотводах и теплораспределительных пластинах. Такой компонент помогает быстрее переносить тепло от горячей области чипа к системе охлаждения. Производство полноценной алмазной полупроводниковой электроники пока значительно сложнее: оно требует особо чистых кристаллов, высокой однородности и точного контроля дефектов.
Первые практические результаты уже демонстрируют перспективы технологии. В апреле китайские исследователи из Нинбоского института материаловедения и инженерии сообщили, что в рамках конкретного внедрения разработанные ими алмазно-медные модули повысили эффективность теплоотвода от чипов на 80%, а производительность — на 10%. По сообщениям китайских СМИ, компании Huawei и TSMC исследуют применение синтетических алмазов для охлаждения микросхем, а компания Lenovo уже представила на местном рынке ноутбук, в котором используется алмазно-медный материал. Глава Intel Лип-Бу Тан в июне рассказал о личной инвестиции в компанию Diamond Foundry, разрабатывающую алмазные пластины для производства электроники.
Инвестиции приобретают конкретные масштабы. Производитель Henan Liliang Diamond планирует перенаправить около 1 млрд юаней (примерно $149 млн), ранее предназначенных для расширения выпуска ювелирных камней, на новый промышленный проект. За пределами Китая английская компания Element Six и японская Orbray заявили о создании трёхдюймовых монокристаллических алмазных пластин, а американская Frore Systems представила систему охлаждения LiquidJet Diamond с алмазным теплораспределителем.
«Потенциал технологического и промышленного рынков может значительно превосходить ювелирный бизнес», — считает независимый консультант алмазной отрасли Роберт Букэ.
По его оценке, один только мировой розничный рынок ювелирных изделий с алмазами составляет приблизительно $100 млрд ежегодно. Однако реальный спрос на алмазные компоненты для чипов ещё предстоит оценить.
Изменения хорошо видны на примере китайского предпринимателя Фэн Цаньцзюня. Его предприятие Jiaruifu выпускает около 2 млн карат синтетических алмазов ежегодно, причём сейчас примерно 70% продукции предназначено для ювелирного рынка.
«Я стремлюсь к тому, чтобы к 2030 году доля моей продукции, используемой в функциональных материалах, превысила 50%, а доля, приходящаяся на ювелирный сектор, была снижена максимум до 30%», — сказал Фэн.
На его заводе работает 550 мощных прессов, каждый весит более 100 тонн и стоит около 3 млн юаней. Одна установка за шесть дней способна вырастить примерно 120 карат необработанных алмазов. По словам предпринимателя, валовая рентабельность промышленных алмазов достигает примерно 50%, тогда как у ювелирных составляет 30–40%. Поэтому ставка делается не столько на дополнительный объём, сколько на повышение стоимости конечной продукции.
Хотя коммерческий потенциал синтетических алмазов в передовых промышленных приложениях остается неопределенным и может способствовать очередному витку избыточных производственных мощностей в Китае, производители сохраняют оптимизм.
«Это будет рынок с оборотом в миллиард или даже триллион юаней, и мы стратегически расширяемся за счет внедрения приложений нового поколения, которые заменят традиционные», — сказал Фэн.
