5G场谁是佳散热材料

5G5G 市场，谁是最佳散热材料市场，谁是最佳散热材料 我国导热领域起步较晚，由于高端产品技术仍垄断在欧美及日本等少数企业 中，国内众多导热界面材料生产厂家仍以低端产品输出为主，销售额仅占市销售额仅占市 场总额场总额 1010左右。左右。 传统手机散热材料以石墨片和导热凝胶等TIM 材料（导热界面材料）为主， 石墨片存在导热系数相对较低、厚度相对较大等问题。 目前热管和 VC（均热板）开始从电脑、服务器等领域渗透到智能手机终端， 石墨烯材料也开始应用。相对而言， VCVC 和石墨烯的导热系数高、厚度低，是和石墨烯的导热系数高、厚度低，是 性能更佳的散热材料。性能更佳的散热材料。 ◤ 石石墨墨膜膜散散热热方方案案的的主主流流材材料料 主流散热材料，单手机用量为 36 片 石墨是相较于铜和铝等金属更好的导热材料，主要原因在于石墨具有特殊的 六角平面网状结构，可以将热量均匀地分布在二维平面并有效地转移。在水 平方向上，石墨的导热系数为 3001900W/ （m〃K），而铜和铝的导热系数 约为 200400 W/ （m〃K）。在垂直方向上，石墨的导热系数仅为 520W/ （m〃K）。因此，石墨具备良好的水平导热、垂直阻热效果。 同时，石墨的比热容与铝相当，约为铜的2 倍，这意味着吸收同样的热量 后，石墨温度升高仅为铜的一半。此外，石墨密度仅为 0.72.1g/cm3 ，原低 于铜的 8.96g/cm3 和铝的 2.7g/cm3 ， 因此可以做到轻量化，能够平滑粘附在 任何平面和弯曲的表面。 基于高导热系数、高比热容和低密度等性能优势，石墨自 2009 年开始批量应 用于消费电子 产品，2011 年开始大规模应用于智能手机，目前已经取代传统 金属，成为消费电子领域主流的散热材料。 理论上，石墨膜越薄，导热系数越高。早期石墨膜厚度主要介于 2050 m 之 间，其水平轴 的导热系数介于 3001,500W/m 〃K。随着技术改善，石墨膜 的加工工艺更加成熟，目前最 薄可到 0.01mm ，其水平轴的导热效率也高达 1,900W/m 〃K。然而，石墨散热片并不是越薄越好，关键是要将功率器件 和散热器之间的缝隙填满。因此，不同应用场景下使用的石墨散热膜各有不 同。 主流的散热膜有天然石墨散热膜、人工合成石墨散热膜和纳米碳散热膜三 种。 （1）天然石墨膜完全由天然石墨制成，在真空条件下不会发生脱气现象， 在 400℃以上 的温度也可继续使用，最低能做到 0.1mm 左右，主要应用在数 据中心、基站和充电站等。 （2）人工石墨散热膜由聚酰亚胺（ PI 膜）经过碳化和石墨化制成，是当前 最薄的散热膜材料，最薄可做到 0.01mm ，广泛应用于手机、电脑等智能终端 产品。 （3）纳米碳散热膜由纳米碳（石墨同素异构体）制成，最薄可做到 0.03mm，散热功率可 高达 10006000 。由于纳米碳散热膜加工工序简单，只 需要开模和冲切，成本低售价也低。 智能手机中主要使用人工合成石墨膜，用量视手机性能和要求而定，大概在 36 片，使用到 的部件包括镜头、 CPU、OLED 显示屏、WiFi 天线、无线充 和电池等。 其中 CPU 对散热的性能要求最高，其次是无线充，再次是镜头和电池，最后 是显示屏和 WiFi 天线。目前，高导热石墨膜的价格约为 0.20.3 美金/片。初 步估算，单机石墨膜价值量为 12 美金。未来， 随着智能手机更多创新型的 电子化设计，单机石墨膜价值量有望进一步提升。 ◤◤ 行行业业竞竞争争激激烈烈，，价价格格持持续续走走低低 目前导热石墨膜行业主要参与者为日本松下、美国Graftech 、日本 Kaneka 、 碳元科技、中石科技和飞荣达等国内外企业。日本松下和美国 Graftech 进入 该领域较早，技术较为成熟，是先行者。国内碳元科技、中石科技和飞荣达 等技术成熟且相对领先，并且成功进入三星、华为等主要手机生产商的供应 链体系。 由于行业进入门槛相对较低，众多厂商参与进来，导致价格竞争激烈，产品 价格持续走低。根据碳元科技和中石科技招股说明书等公告披露，2014 年以 来，单层和多层高导热石墨膜价格持续下滑，已经从 2014 年 400 元/m2 下降 至 2017 年的 180 元/㎡左右。 ◤◤ P PI I 膜膜是是人人工工石石墨墨膜膜的的核核心心材材料料，，高高端端产产能能集集中中在在国国外外厂厂商商手手 中中 智能手机中广泛使用的人工石墨散热膜是由聚酰亚胺（ PI 膜）经过碳化和石 墨化制成的。从生产工艺的角度来说，主要经过 6 道工序，依次是基材处 理、碳化、石墨化、压延、贴合、模切。其中，碳化指的是高温下将 PI 膜的 结构分子径向排列打乱，羰基断裂，非碳成分全部或大部分挥发，最后形成 乱层结构的聚酰亚胺碳化膜（一种多环化合物）。 石墨化则是进 一步在高温下将多环化合物分子重整，有序性增大，无序性减 少，向六角平面的层状石墨结 构转变，最后形成高结晶度的大面积石墨原 膜。碳化和石墨化之后，再经过压延（挤压延展形成柔软且高密度的石墨原 膜）、 贴合（在上下表面贴覆离型膜和保护膜）和模切（加工和切割使材料 定制零部件），最终形成满足需求的高导热石墨膜成品。 聚酰亚胺、胶带和保护膜等是上游关键原材料，其中又以聚酰亚胺（PI 膜） 为主，成本占比高达 30。 PI 膜是一种高性能的绝缘材料，可广泛应用于卫星导航、数码产品、计算 机、手机等领域。该产品具有较高的技术壁垒，全球范围内生产厂商较少， 高端主要有美国杜邦、日本 Kaneka 、韩国 SKPI 等，其中美国杜邦公司占据 全球 40以上的高性能聚酰亚胺薄膜市场，是 PI 膜厂商龙头，产品品种齐 全，能够满足各类 PI 薄膜应用需求。国内厂商主要生产低端产品。 ◤◤ 石石墨墨烯烯膜膜理理化化性性能能丰丰富富，，国国产产优优势势明明显显 1. 导热系数最高、导电性能好，下游锂电材料和导热膜空间巨大 石墨烯是已知的导热系数最高的物质，理论导热率达到 5300W/m 〃K，远高 于石墨。它是由单层碳原子经电子轨道杂化后形成的蜂巢状二维晶体，厚度 仅为 0.335nm ，又称为单层石墨，是碳纳米管、富勒烯的同素异形体。根据 中国石墨烯产业技术创新战略联盟标准，单层石墨烯指由一层碳原子构成的 二维碳材料。 石墨烯的快速导热特性与快速散热特性，使其成为传统石墨散热膜的理想替 代材料，广泛用于智能手机、平板电脑、大功率节能 LED 照明、超薄 LCD 电视等散热。 除高导热性之外，石墨烯还有其他优异的理化特性，因此下游应用广泛。例 如，导电性高，可应用在集成电路、导电剂、传感器和锂电等领域；比功率 高，可作为超级电容和储能元件；柔性强，弯折不影响性能，可作为柔性材 料用于曲面屏和可穿戴设备；具有高透光率，可用于透明导电薄膜。 石墨烯产品形态包括薄膜和粉体两类，石墨烯粉体的应用领域包括 （1）锂电池正负极材料 的导电添加剂，可以提高充放电速度和循环性能； （2）超级电容的电极材料，储能活性强且循环性能优良； （3）特征涂料，作为添加剂掺杂在防腐涂料、散热涂层和导电涂层中改善涂 料性能