从“造多小”到“用什么造”:算力时代的材料战争已经打响

 

   2026年6月,大连—— 夏季达沃斯论坛的一场分论坛上,荷兰特文特大学教授Hans Hilgenkamp被问到一个问题:超导体能给数据中心带来什么?

   他的回答很直接——两个方向:一是用超导电缆把电流高效送进数据中心,二是开发基于“快速单磁通量子逻辑”的超导芯片,执行特定计算。后者尚处早期,但“或将成为降低AI能耗的途径之一”。

   同一时间,大洋彼岸,英特尔CEO陈立武在一档播客里说了另一句话。他说自己对英特尔的回报目标是“5到10年内实现10倍”。实现路径不是继续堆晶体管,而是转向EMIB先进封装、玻璃基板,以及氮化镓、碳化硅、磷化铟和人工合成钻石等多个新材料方向。

   两件事发生在同一周,指向同一个判断:芯片的竞争,正在从“造多小的晶体管”转向“用什么样的材料”。


 

一、英特尔为什么押注材料?

 

   陈立武的逻辑并不复杂。

   英特尔目前已量产18A工艺(约1.4纳米级别),正在推进14A,并能看到10纳米乃至7纳米的技术路径。但这条路“会越来越昂贵、越来越困难”。传统微缩技术遭遇瓶颈时,必须从材料层面寻找突破。

   芯片制造端的挑战在于:当制程工艺逼近物理极限时,单纯靠缩小晶体管尺寸已经难以持续提升性能。陈立武的选择是,在高频、高压和光电领域寻找新的材料替代方案。氮化镓和碳化硅正是针对这类需求——它们比传统硅材料具有更宽的禁带宽度,能在更高电压、更高温度下稳定工作。

   另一条线是玻璃基板。英特尔已投资玻璃基板公司3DGS,看中的是玻璃作为散热绝缘材料的独特性能,用于先进封装中的绝缘层。与传统有机基板相比,玻璃基板的热膨胀系数更接近硅,能够减少芯片与基板之间的热应力。

   第三条线是人造金刚石。陈立武首次公开确认投资了Diamond Foundry——一家人造单晶金刚石晶圆生产商。据公司数据,金刚石基板可将AI芯片热点温度降低超过50°C。金刚石的导热系数是铜的5倍以上,对于动辄数百瓦功耗的AI芯片而言,散热效率直接关系到性能释放。

   “不是单点押注,”陈立武说,“而是把下一代新材料方向都投了一遍。”

   这是一场豪赌,但赌注背后有一个清醒的判断:半导体瓶颈在哪里,投资机会就在哪里。


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二、达沃斯的另一个焦点:超导体

 

   英特尔转向新材料的同时,大连的达沃斯论坛上,超导体成了另一个热门话题。

   据多家机构预计,到2030年,全球超导体市场规模有望达到数百亿美元级别。这个数字背后是一个现实:随着AI算力需求爆发,数据中心的能耗正在成为不可忽视的问题。

   MatNex联合创始人兼CEO Jonathan Bean认为,数据中心是超导体的核心应用场景,关键在于降低能耗和提升通信效率。

   Hans Hilgenkamp进一步解释:超导系统不产生热量,不会过热,稳定性好。材料本身相当稳定,“只要保持低温,妥善维护冷却系统,就能长期良好运行”。

   但有一个现实问题:目前超导体在数据基础设施中的应用主要处于研究阶段,尚未大规模进入实际市场


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三、室温超导的“银”约束

 

   如果把超导体的应用分为几个阶段,目前已经能做到的是约零下73摄氏度(约200K) 的超导体。距离室温(约300K)还差约100K。

   Jonathan Bean认为,算力发展最需要的材料是高温超导材料。“一旦实现,将彻底改变所有数据中心:大幅减少铜的使用,实现更快互连,从空调到通信系统的整体能耗将显著降低”。

   但制约室温超导体大规模生产的因素出人意料——银的产量。Jonathan指出,银被用于室温超导体的制造工艺中,“如果要在全球范围内大规模生产,所需银量的供应链挑战确实很大”。


从“造多小”到“用什么造”:算力时代的材料战争已经打响


 

四、两条战线,一个逻辑

 

   英特尔在新材料上的押注,和达沃斯上关于超导体的讨论,表面上是两件事,底层逻辑是同一个:传统半导体路径正在逼近物理极限,算力的下一步增长必须依赖材料科学的突破。

   陈立武在播客中说,从18A可以一路看到7A,这条路能走通,“但必须借助新材料”。Hans Hilgenkamp在分论坛上说,超导技术“若持续推进,或将成为降低AI能耗的途径之一”。

   一个是从芯片制造端寻找突破,一个是从能耗端寻找出路。两条战线最终交汇在同一个问题上:用什么材料,支撑下一个时代的算力增长?

   这场材料战争的答案,可能需要5到10年才能完全揭晓。陈立武说英特尔的真正潜力要到2030年后才会显现。Hans Hilgenkamp则认为,超导技术在算力基础设施领域的应用“可能只需几年就能看到首批案例”。

   不管谁先跑到终点,方向已经明确:算力时代的竞争,正在从“造多小”转向“用什么造”。

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