NVIDIA ist unersättlich auf der Suche nach Diamanten, und die Entwicklung der künstlichen Intelligenz kommt nicht ohne die „künstlichen Diamanten“ aus Henan aus.

Im Januar dieses Jahres traf Jensen Huang, der CEO von Nvidia, einen Unternehmer für Henan-Diamanten in Peking.

Der eine ist derjenige, der im KI-Zeitalter am besten „Schaufeln verkauft“, der andere ist der große Kopf der Branche für „künstliche Diamanten“ in Henan. Wenn die beiden hinter verschlossenen Türen miteinander sprechen, wirkt die Szene irgendwie ein wenig surreal.

Immerhin ist die bekannteste Geschichte der „künstlichen Diamanten“ aus Henan, an die wir uns erinnern, in den vergangenen Jahren die folgende: Man machte Diamanten so billig wie Kohl und durchkämmte das Preissystem von Zuchtdiamanten von Anfang bis Ende.

Humei hat diese Industriekette bereits ausführlich besprochen (klicken Sie hier, um die Zusammenfassung anzusehen). Wer hätte damals gedacht, dass diese Fabriken in Henan, die Diamanten immer billiger herstellen, eines Tages von einem KI-Chip-Giganten ins Visier genommen werden?

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KI-Chips werden extrem heiß, es besteht dringender Bedarf an neuen Materialien zur Wärmeableitung

Die Geschichte beginnt mit den KI-Chips von Nvidia.

In den letzten Jahren werden KI-Modelle immer größer, da alle wild Rechenleistung stapeln. Mit immer mehr Parametern und immer größeren Trainingsdaten muss die GPU ununterbrochen rechnen.

Aber Rechenleistung kommt nicht aus dem Nichts: Je mehr Arbeit der Chip leistet, desto mehr Strom verbraucht er.

Nachdem der elektrische Strom eingegangen ist, wird der überwiegende Teil nicht in nützliche Berechnungen umgewandelt, sondern letztendlich vollständig in „Wärme“ umgewandelt.

Daher ist es so, dass KI-Chips nicht nicht mehr rechnen können, sondern beim Rechnen möglicherweise sich selbst zuerst durch Überhitzung zerstören.

Die CPUs und GPUs herkömmlicher Computer werden ebenfalls heiß, aber ihr Stromverbrauch ist relativ begrenzt, sodass Kühler die Wärme langsam abführen können.

Bei den heutigen hochmodernen KI-Beschleunigungen ist der Stromverbrauch einzelner KI-Chips bereits in das Zeitalter der Kilowatt-Klasse eingetreten.

Noch problematischer ist, dass im Inneren von KI-Chips eine große Anzahl von Transistoren und Recheneinheiten im Kernbereich konzentriert ist, was zu einer extrem hohen Wärmedicht führt.

Die gleiche Wärme von einem Kilowatt, die über einen ganzen Tisch verteilt wird, ist etwas völlig anderes als die, die in einen Raum von der Größe eines Fingernagels gedrückt wird.

Zu diesem Zeitpunkt stößt das herkömmliche Kupfer offensichtlich an seine Grenzen, sodass neue Ersatzmaterialien gesucht werden müssen.

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Warum wurde ausgerechnet die Henan-Diamantindustrie ins Visier genommen?

Daher begannen Ingenieure, in der Materialdatenbank zu blättern, und fanden schließlich eine etwas absurde Antwort: Diamant. Genau der Diamant aus dem Slogan „Ein Diamant ist ewig, ein einziger hält ein Leben lang“.

Warum genau dieser? Weil Diamant eine extrem überlegene physikalische Eigenschaft hat: eine hervorragende Wärmeleitfähigkeit.

Die Wärmeleitfähigkeit hochwertiger Diamanten kann über 2000 W/(m·K) erreichen, ihre Wärmeleitfähigkeit ist 5 Mal so hoch wie die von Kupfer und 10 Mal so hoch wie die von Silizium.

Und Diamant ist nicht nur gut wärmeleitfähig, sondern auch sehr hart, hochtemperaturbeständig und chemisch stabil. In Szenarien mit hoher Leistung und hoher Wärmestromdichte hat er sehr besondere Materialvorteile.

Einfach ausgedrückt: Wo der Chip am heißesten ist, kann er dort angebracht werden, um die Wärme abzuleiten.

So gesehen will Nvidia niemals funkelnde große Rohdiamanten, sondern hauchdünne Diamantmaterialien, die direkt in das Chip-Gehäusesystem integriert werden, um die Wärmeausbreitung und Wärmeableitung zu übernehmen.

Dieses Ding wird normalerweise als Diamant-Wärmesenke-Plättchen bezeichnet. Der Name klingt einfach, aber die Herstellung ist extrem schwierig.

Zuerst muss das Material ausreichend rein sein.

Für die Wärmeableitung von Chips reicht es nicht, einen gewöhnlichen industriellen Diamanten zu nehmen. Wenn es im Inneren des Materials Defekte oder Verunreinigungen gibt, beeinträchtigt dies die Wärmeleitfähigkeit.

Zweitens muss die Größe vergrößert werden.

Früher bei der Herstellung von industriellen Diamanten reichten Größen von einigen Millimetern oder Zentimetern aus. Aber da Chip-Gehäuse immer größer werden, müssen auch die Wärmesenke-Materialien zu größeren Größen weiterentwickelt werden.

Danach folgen noch eine ganze Reihe von Anforderungen an Dicke, Ebenheit, Oberflächenrauheit, Wärmeausdehnungsanpassung und Zuverlässigkeit des Gehäuses.

Es reicht nicht, „Diamanten herzustellen“ – man muss Diamanten dünn genug, eben genug und rein genug machen, und sie zudem stabil in großen Mengen produzieren können.

Und genau das ist das, worin die Branche für „künstliche Diamanten“ in Henan am besten ist.

Bereits vor Jahrzehnten begann Henan, künstlichen Diamanten als industrielles Material zu erforschen.

Nach jahrzehntelanger Akkumulation der Industrie hat sich von Diamant-Syntheseanlagen und Rohstoffen über Mikropulver und Verarbeitung bis hin zu CVD-Diamanten und verschiedenen Funktionsmaterialien eine sehr vollständige Industriekette gebildet.

Sobald also die Nachfrage nach KI-Wärmeableitung aufkam, konnten die Fabriken in Henan direkt damit beginnen.

Zum Beispiel hat die Firma Liliang Diamond aus Shangqiu bereits Wärmeableitungsmaterialien aus Diamant entwickelt. Ihre entsprechenden Produkte haben die Überprüfung im Labor von Nvidia bestanden und sind in die BOM-Liste der HGX-Module aufgenommen worden.

Auf der anderen Seite investiert Huanghe Whirlwind auch kontinuierlich in CVD-Diamant-Wärmesenke-Materialien und treibt die Produktionslinie für 8-Zoll-Diamant-Wärmesenke-Plättchen voran.

Jeder weiß, dass in der Chipindustrie die Größe von Wafern eine wichtige Rolle spielt: Je größer die Größe, desto größer die effektive Fläche, die bei einem Durchgang bearbeitet werden kann – und desto höher müssen die Konsistenz des Materials und die Stabilität der Massenproduktion sein.

An dieser Stelle fügt Humei ein wenig Wissenswertes hinzu: Diamanten wurden ursprünglich tatsächlich für industrielle Anforderungen entwickelt. Die Diamanten, die später auf dem Verbrauchermarkt populär wurden, waren eher ein „Nebengeschäft“.

Daher ist es nicht so, dass Henans Diamantunternehmen plötzlich vom „Juweliergeschäft“ in die Chipbranche wechseln, wenn sie 8-Zoll-Diamant-Wärmesenke-Plättchen entwickeln.

Sie stammen ursprünglich aus der Branche für industrielle Materialien – nur dass die KI dieses alte Handwerk nun in die Halbleiterindustrie mit höherem Wert gebracht hat.

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Alle Branchen in den USA sind bereits neidisch darauf

Wenn Sie an dieser Stelle denken, dass Henans Diamanten nur wegen der Überhitzung von KI-Chips von Nvidia ins Visier genommen werden, unterschätzen Sie den „Wert“ dieses kleinen Steins.

Tatsächlich sind die USA schon sehr lange neidisch. Denn die Fähigkeiten von Diamanten beschränken sich nicht nur darauf, Chips abzukühlen.

Er ist hart, hochtemperaturbeständig und gut wärmeleitfähig, er hat auch besondere Eigenschaften in optischen und elektrischen Bereichen. In Hochleistungsbereichen wie Luft- und Raumfahrt, Radar und Laser ist er ebenfalls ein wertvolles Material.

Zum Beispiel die infrarote Haube an der Spitze von Raketen.

Dieses Ding sieht unscheinbar aus, hat aber extrem hohe Anforderungen: Es muss nicht nur Infrarotsignale problemlos durchlassen, sondern auch den hohen Temperaturen, Reibungen und Stößen standhalten, die bei Hochgeschwindigkeitsflügen mit mehreren Mach entstehen.

Diamant verfügt genau über hohe Härte, Hochtemperaturbeständigkeit und ausgezeichnete infrarotoptische Eigenschaften, sodass er ein wichtiger Kandidat für Hochleistungs-Infrarotfenster ist.

Ein weiteres Beispiel ist Radar: Hochleistungssysteme wie das SPY-6-Radar der US-Marine und das Radar von Patriot-Raketen verwenden Galliumnitrid-Bauelemente.

Galliumnitrid hat eine hohe Leistung und eine hohe Frequenz – aber wenn die Leistung steigt, steigt auch die Wärmeentwicklung. Und Diamant ist genau der „Alleskönner“ in der Welt der Wärmeableitung.

Darüber hinaus sind es unentbehrlich für schiffsgestützte Infrarot-Suchsysteme, Frühwarngeräte, Fenster von Laserwaffen, optische Fenster von Luftfahrzeugen sowie superharte Schneidwerkzeuge zur Bearbeitung von Luftfahrt-Titanlegierungen.

Mit anderen Worten: Die KI braucht ihn, die Rüstungsindustrie braucht ihn, die Luft- und Raumfahrt braucht ihn.

Zu diesem Zeitpunkt wird die Sache interessant, wenn man auf die Industrie für künstliche Diamanten in China blickt.

Am 9. Oktober 2025 hat das Handelsministerium Chinas Exportkontrollen für Gegenstände im Zusammenhang mit superharten Materialien eingeführt. Nur 4 Tage später kündigte das US-Verteidigungsministerium an, mehr als 1 Milliarde US-Dollar für die Beschaffung kritischer Mineralien auszugeben.

Natürliche Diamanten können als Notlösung dienen, aber ihre Produktion reicht nicht aus, um so große industrielle Anforderungen zu decken.

Kubisches Bornitrid und Wolframkarbid wurden auch als Ersatzstoffe ausprobiert – aber das Problem ist: Etwas als Ersatz zu verwenden, ist etwas völlig anderes, als es vollständig zu ersetzen.

In einigen Szenarien mit extrem empfindlichen Leistungsanforderungen können Ersatzmaterialien die Schlüsselindikatoren wie Wärmeleitfähigkeit und Härte von Diamanten kaum vollständig erreichen.

Nachdem man alle Möglichkeiten durchgegangen ist, stellt die USA fest, dass die zuverlässigste Methode immer noch lautet: Selbst herstellen.

Das klingt einfach, aber der Aufbau von Fabriken, der Kauf von Anlagen und die Inbetriebnahme von Produktionslinien ist weitaus komplizierter als erwartet.

Man muss wissen, dass die großen Diamant-Unternehmen in China eine Entwicklungsgeschichte von mindestens zehn Jahren haben, manche sogar dreißig oder vierzig Jahre.

Über Jahrzehnte hinweg wurden Anlagen, Verfahren, Materialien, Talente und Lieferketten Schritt für Schritt entwickelt und optimiert.

Wenn die USA von Grund auf neu anfangen, um eine stabile und großtechnische Produktion zu erreichen, brauchen sie selbst bei optimistischer Schätzung wahrscheinlich 5 bis 10 Jahre.

Und der Aufbau der Fabrik ist nur der erste Schritt: „Produ