Trước áp lực cạnh tranh gia tăng và giá cả sụt giảm trong mảng trang sức, nhiều doanh nghiệp sản xuất kim cương tổng hợp tại Trung Quốc đang chuyển hướng sang ngành bán dẫn và chip AI nhằm tìm kiếm mức lợi nhuận hấp dẫn hơn.
Hiện chiếm khoảng một nửa nguồn cung kim cương nhân tạo toàn cầu, các nhà sản xuất Trung Quốc tin rằng tương lai của ngành này nằm ở việc cung cấp vật liệu tiên tiến cho máy chủ AI, thiết bị bán dẫn và các ứng dụng công nghệ cao. Ông Phùng Cẩn Quân, chủ một nhà máy sản xuất kim cương tại Hà Nam, cho biết hiện 70% sản lượng 2 triệu carat hàng năm của ông phục vụ ngành trang sức. Tuy nhiên, ông dự định giảm tỷ trọng này xuống tối đa 30% vào năm 2030, đồng thời nâng tỷ lệ sản phẩm làm vật liệu chức năng công nghệ cao lên trên 50%.
Sự chuyển dịch này mang ý nghĩa chiến lược quan trọng trong bối cảnh cạnh tranh công nghệ Mỹ - Trung diễn ra gay gắt. Nếu kim cương tổng hợp trở thành vật liệu tiêu chuẩn để quản lý tản nhiệt trong cơ sở hạ tầng AI, thế thế độc tôn về sản xuất của Trung Quốc có thể ảnh hưởng lớn đến chuỗi cung ứng công nghệ toàn cầu.
Sự bùng nổ của trí tuệ nhân tạo đang khiến các trung tâm dữ liệu và cụm máy tính xử lý chip AI đối mặt với thách thức nhiệt lượng khổng lồ. Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA) dự báo tiêu thụ điện của các trung tâm dữ liệu sẽ tăng hơn gấp đôi vào năm 2030, đạt khoảng 945 terawatt-giờ. Các bộ tản nhiệt bằng đồng truyền thống với độ dẫn nhiệt khoảng 400 W/m-K đang tiến dần đến giới hạn vật lý. Trong khi đó, kim cương có độ dẫn nhiệt vượt quá 2.000 W/m-K, cao gấp 5 lần so với đồng, giúp làm mát hiệu quả và cho phép chế tạo các bộ xử lý AI mạnh mẽ, nhỏ gọn hơn.
Nhiều tập đoàn công nghệ lớn đã bắt đầu tham gia vào cuộc đua này. Huawei và TSMC đang nghiên cứu ứng dụng tản nhiệt chip bằng kim cương nhân tạo. Lenovo đã ra mắt dòng máy tính xách tay sử dụng vật liệu tản nhiệt kết hợp kim cương - đồng. Trong khi đó, lãnh đạo Intel cũng từng đầu tư vào Diamond Foundry, công ty phát triển tấm wafer kim cương chuyên dụng cho chip.
Tại Trung Quốc, các nhà sản xuất đang tích cực rót vốn đón đầu xu hướng. Henan Liliang Diamond đã chuyển 1 tỷ nhân dân tệ (khoảng 149,18 triệu USD) sang các dự án ứng dụng công nghiệp. Viện Công nghệ & Kỹ thuật Vật liệu Ninh Ba cũng phát triển thành công module làm mát bằng kim cương - đồng giúp tăng 80% khả năng truyền nhiệt và 10% hiệu suất chip. Bên cạnh đó, các nhà nghiên cứu Trung Quốc đã chế tạo được các tấm tản nhiệt kim cương đường kính lên tới hơn 20 cm để đặt trực tiếp lên vùng nóng nhất của chip AI.
Tỉnh Hà Nam hiện là thủ phủ sản xuất kim cương nhân tạo của Trung Quốc, chiếm 80% sản lượng cả nước. Với công nghệ mô phỏng áp suất và nhiệt độ cao, các cỗ máy hiện đại có thể tạo ra 120 carat kim cương thô chỉ trong 6 ngày. Tốc độ mở rộng quy mô sản xuất nhanh chóng đã làm giảm giá kim cương trang sức, kéo lợi nhuận mảng này xuống còn 30-40%, thấp hơn nhiều so với mức 50% của kim cương công nghiệp. Do đó, việc chuyển hướng sang cung ứng vật liệu cho ngành chip AI được kỳ vọng sẽ mở ra một thị trường mới trị giá hàng tỷ, thậm chí hàng nghìn tỷ nhân dân tệ.
