ĐNO - Kim cương nhân tạo vượt ra khỏi thị trường trang sức để bước vào thị trường bán dẫn nhờ tính năng giúp làm mát chip trí tuệ nhân tạo (AI). Với vị thế là nước sản xuất kim cương tổng hợp lớn nhất thế giới, Trung Quốc đứng trước thị trường đầy tiềm năng.

Kim cương tổng hợp còn được gọi là kim cương nhân tạo, kim cương nuôi cấy, được tạo ra trong phòng thí nghiệm bằng công nghệ mô phỏng điều kiện hình thành kim cương tự nhiên sâu dưới lòng đất.
Chúng vẫn được cấu tạo từ các nguyên tử carbon và có cấu trúc tinh thể đặc trưng của kim cương, nên sở hữu những đặc tính hóa học, vật lý và quang học tương tự kim cương tự nhiên.
Điểm khác biệt chủ yếu nằm ở nguồn gốc và thời gian hình thành. Kim cương tự nhiên cần hàng triệu, thậm chí hàng tỷ năm để hình thành trong lòng đất. Trong khi đó, kim cương tổng hợp hiện có thể được sản xuất chỉ trong 6-8 tuần, với chi phí thấp hơn và quy mô lớn hơn đáng kể.
Theo South China Morning Post, tính đến tháng 7/2026, giá kim cương tự nhiên giảm 30% trong 3 năm qua và chưa có dấu hiệu phục hồi. Trong khi đó, kim cương tổng hợp ngày càng hút người mua nhờ giá phải chăng và chất lượng cải thiện.
Theo Grand View Research, thị trường kim cương tổng hợp toàn cầu đạt 12,1 tỷ USD năm 2025 và dự kiến lên 16,3 tỷ USD vào năm 2033. Hiện, hơn 60% kim cương tổng hợp trên thế giới được sản xuất tại Trung Quốc. Riêng tỉnh Hà Nam chiếm hơn 80% công suất sản xuất của Trung Quốc, trở thành một trong những trung tâm quan trọng của ngành kim cương tổng hợp.
Trong nửa đầu năm 2026, kim cương tổng hợp sản xuất tại Trung Quốc xuất khẩu qua Sàn giao dịch Kim cương Thượng Hải đạt 1,41 tỷ Nhân dân tệ (khoảng 209 triệu USD), tăng hơn 65 % so với cùng kỳ năm trước.

Trong ngành bán dẫn, chip phục vụ AI ngày càng mạnh, đồng nghĩa với việc tạo ra nhiều nhiệt hơn. Nếu nhiệt không được đưa ra ngoài đủ nhanh, chip có thể giảm hiệu suất hoặc bị giới hạn khả năng hoạt động. Đây là lúc kim cương tổng hợp phát huy lợi thế nhờ tính năng dẫn nhiệt vượt trội, hỗ trợ hệ thống AI hoạt động hiệu quả.
Kim cương có độ dẫn nhiệt cao nhất trong số các vật liệu khối được biết đến, có thể đạt tới 2.200 W/mK đối với kim cương đơn tinh thể độ tinh khiết cao, so với khoảng 400 W/mK của đồng. Điều này khiến kim cương trở thành lựa chọn đáng chú ý bên cạnh các vật liệu tản nhiệt truyền thống như đồng và nhôm. Đối với bộ xử lý AI chứa hàng tỷ bóng bán dẫn gói gọn trong diện tích ngày càng nhỏ, quản lý hiệu quả nhiệt lượng trở thành yêu cầu tất yếu.
Công nghệ làm mát bằng kim cương đã bắt đầu được ứng dụng thực tế. Tháng 2/2026, Công ty Akash Systems của Mỹ cung cấp các máy chủ sử dụng chip đồ họa Nvidia được làm mát bằng kim cương cho NxtGen, nhà cung cấp dịch vụ điện toán đám mây tại Ấn Độ. Các máy chủ này có thể duy trì hiệu suất cao ở nhiệt độ môi trường lên tới 50°C, trong khi các trung tâm dữ liệu thông thường hoạt động ở khoảng 24-29°C.
Tiềm năng thị trường đang mở rộng nhanh chóng. Theo Guotai Haitong Securities, thị trường quản lý nhiệt cho chip toàn cầu có thể tăng từ 300 triệu Nhân dân tệ năm 2025 lên 51,6 tỷ Nhân dân tệ vào năm 2030, thậm chí đạt 100 tỷ Nhân dân tệ trong kịch bản lạc quan.
Kim cương tổng hợp đang đứng trước bước chuyển đáng chú ý. Từ những món trang sức lấp lánh, vật liệu này tìm thấy vai trò mới trong lĩnh vực công nghệ cao. Với năng lực sản xuất lớn, Trung Quốc đang có lợi thế đáng kể để đón đầu sự chuyển dịch này.
“Đối thủ” mới của kim cương
Kim cương vốn được biết đến là vật liệu tự nhiên cứng nhất trên Trái đất, nhưng rất giòn và có thể nứt vỡ khi chịu va đập mạnh. Các nhà khoa học Trung Quốc vừa tìm cách khắc phục hạn chế này bằng một cấu trúc vật liệu mới.
Theo đó, họ đưa ống nano carbon đa thành vào bên trong cấu trúc kim cương. Những “sợi cáp” carbon siêu nhỏ này có đường kính chỉ bằng khoảng 1/10.000 sợi tóc nhưng có độ bền rất cao. Kết quả, độ dai của vật liệu mới được tăng gấp 6 lần, trong khi vẫn giữ độ cứng của kim cương.
Vật liệu mới có thể mở ra nhiều ứng dụng, từ dao cắt kim loại, gốm sứ, mũi khoan địa chất đến linh kiện hàng không vũ trụ, mở ra hướng mới cho ngành vật liệu siêu cứng.