大模型能力持续上升，各地算力中心拔地而起。但算力竞速的瓶颈并不只在芯片本身，还在散热——AI芯片功率密度不断攀升，传统铜铝散热材料已逼近性能天花板，一类“小而关键”的材料正在成为破局关键，业界一般将其统称为“人工晶体”。
多数情况下，人工晶体藏在终端产品内部，并不直接被消费者感知，但却是大量高端装备不可替代的材料基石。从芯片里的散热基片，到光模块里的衬底，再到深空探测里的光学窗口，人工智能等科技产业的向前迈进与这些材料息息相关。
“人工晶体材料的性能指标，可能直接决定终端整机性能的上限，”10月21日，2026年国际科学理事会中期会员大会暨北京科学对话期间，中材人工晶体研究院高级工程师石爽爽在接受北京商报记者专访时谈到，在人工智能、量子通信、深空探测这些战略新兴方向上，都离不开高性能功能晶体的支持。
石爽爽表示，晶体材料研发始终坚持面向国家重大需求，由实际需求牵引：需求提在哪里，研发就跟到哪里。
围绕研发及产业协同，她向北京商报记者介绍了几个做法：与整机单位建立“整机—晶体”协同研发机制，把整机性能指标前置到晶体研发环节；与整机单位、晶体厂共建联合实验室，推动设备共享、人才互聘、数据互通；同时依托两本行业学术期刊和两个标准化技术委员会，凝聚近300人的专家编委队伍，将研究团队的单点突破向行业层级扩散。
金刚石，是人工晶体在AI芯片散热应用的代表。AI算力越跑越快，芯片功率密度不断攀升，传统铜铝散热材料已逼近性能天花板。《Carbontech Magazine》研究数据显示，超过55%的电子设备故障源于过热，芯片温度每升高10℃，使用寿命就减半。金刚石热导率可达铜数倍以上，能够高效导出芯片热量，正在成为高功率AI芯片散热的关键选择。
锦研视角数据显示，2025年全球金刚石散热市场规模仅3.5亿元，预计2030年将达到987.6亿元；中国市场规模将从2025年的1.2亿元增长至2030年的368.5亿元。应用场景从AI智算中心、5G/6G基站，延伸到新能源IGBT（绝缘栅双极晶体管）功率模块等领域。
当然，对于高性能晶体大类中，一部分多品种、小批量的材料，其市场逻辑也不能直接套用大宗材料的产值体系去衡量。石爽爽告诉北京商报记者，以硫化锌（ZnS）为例，随着原料、设备、核心技术实现国产化，成本大幅下降，原本只用于重大战略方向的晶体材料开始引爆民品市场——在无人驾驶、电力检测、消费电子等领域，应用需求正呈爆发式增长，中试线产能已经远远不能满足市场需求。
此前晶体院山东基地扩产后，团队产业化能力已再上一个台阶，呈现出一定的规模效应，目前一期扩产规模已至年产超万件。而随着规模渐起，人工晶体在相关科技领域的价值，也将愈发可感可知。
北京商报记者 王天逸
