散熱材料在5G時代的重要性越來越強。時代的大幕已經徐徐拉開。5G時代的一個顯著特點是發熱量顯著增加。隨著電子設備功耗增加，對散熱的要求更加的嚴苛，導熱散熱材料應用也更加廣泛。
01散熱材料概況
電子設備的散熱方式主要有主動散熱和自然散熱兩種。
主動散熱是有動力元件參與的強制散熱，包括強制風冷、間接液冷和直接液冷等，一般應用于高功率且體積相對較大的電子設備。
自然散熱是沒有動力元件的散熱方式，其主要依賴非動力的材料和器件進行熱量傳遞，廣泛應用于手機、平板、智能手表、戶外基站等。自然散熱是電子設備主要散熱方式，所用的散熱材料主要包括導熱界面材料、石墨片、熱管/VC等。
1、導熱界面材料
導熱界面材料是發熱元器件和散熱器之間不可缺少的高效導熱路徑。主要應用于系統熱界面之間，通過對粗糙不平的結合表面進行填充，用導熱系數遠高于空氣的熱界面材料替代不傳熱的空氣，使通過熱界面的熱阻變小，提高半導體組件的散熱效率。常見的導熱界面材料有導熱硅脂、導熱襯墊、導熱相變化材料、導熱膠（水）、導熱膠帶、導熱凝膠等。
2、石墨片（石墨膜）
多層石墨片是當前主流散熱方式。石墨是一種良好的導熱材料，導熱性超過鋼、鐵、鉛等多種金屬材料。石墨片的工作原理是利用其在水平方向上具有優異的導熱系數的特點（性能好的石墨片導熱系數能達到1500－1800W/m·K，而一般的純銅的導熱系數為380W/m·K，高的導熱系數有利于熱量的擴散），能夠迅速降低電子產品工作時發熱元件所在位置的溫度，使得電子產品溫度趨于均勻化，提高電子產品的工作穩定性及使用壽命。石墨片在消費電子散熱中應用最為廣泛。
石墨烯是從石墨材料中剝離出來、由碳原子組成的只有一層原子厚度的二維晶體。石墨烯材料也憑借優異的導熱特性、快速散熱特性（與空氣對流）以及質輕柔韌等特性，被認為是一種具有很強競爭力的散熱材料。石墨烯由于成本較高，目前尚未大規模使用。
3、熱管和均熱板
熱管和均熱板（Vapor Chamber，VC，真空腔均熱板散熱技術）是電子產品中常用的散熱強化部件，導熱系數非常高，在高功率或高集成度電子產品中應用廣泛。
熱管和VC的工作原理都是基于高換熱效率的相變傳熱。熱管和VC都是真空腔，內部填充相變材料（如水），腔體中的相變材料從液體變為氣體吸收熱量，當氣體觸及到溫度較低的區域時，凝結為液體釋放熱量，液體通過腔體內的毛細結構（吸液芯）再回流到發熱區域，循環往復，將發熱部位產生的熱量帶走散發掉。熱管只有單一方向的“線性”有效導熱能力，而VC相當于從“線”到“面”的升級，可以將熱量向四周傳遞，且VC均熱板面積大，可以覆蓋更多熱源區域。因此VC較熱管有著更高的散熱效率。
02散熱材料主要應用領域
1、5G手機
5G手機功能創新帶來功耗提升，散熱需求隨之升級。智能手機的主要發熱源為處理器、電池、攝像頭、LED模組，5G手機需要支持更多的頻段和實現更復雜的功能，天線數量翻倍，射頻前端增加，處理器性能提升，同時智能手機向大屏折疊屏、多攝高清攝、大功率快充升級，使得手機內集成的功能模塊更多更緊密。5G手機芯片功耗約11W，約是4G手機的2.5倍，散熱需求強烈。
在5G手機功耗提升翻倍的背景下，熱管/VC憑借其高導熱系數，開始在智能手機領域大量使用，三星、華為、小米、VIVO等手機廠商已發布的5G手機均已開始采用“石墨+VC/熱管”散熱方案。
2、5G基站
MassiveMIMO技術使得5G基站TRX鏈路大幅增加，5G基站功耗約為4G的2.5-3倍。同時，5G AAU將天線和RRU融合，體積卻朝小型輕量化發展，需要更高效的散熱方式。
5G基站散熱的方案則引入了更多新的高效器件，在內部引入VC完成高效導熱，引入熱傳導效率高、制冷速度快的優勢吹脹板提升熱量交換效率，外殼則可能會采用內部空隙更少導熱性能更好的半固態壓鑄件。5G基站散熱將從內部到外殼進行革新，帶動產業價值提升。
3、數據中心
數據中心發展空間巨大，帶動散熱強大需求。國外云計算云存儲持續繁榮，國內云計算市場的規模持續加大，驅動數據中心需求高速增長。隨著5G網絡建設完善，數據中心和汽車電子、動力電池等新型領域的快速發展，將打開導熱領域成長的新空間，新型領域帶來的對材料和器件的需求有望在未來成為新的增長點。
03散熱材料市場格局
1、石墨片市場格局穩定，海外龍頭占據上游
石墨片/石墨膜的上游原材料市場集中度較高。高導熱石墨片的主要上游原材料為聚酰亞胺（PI）。聚酰亞胺是一種高性能的絕緣材料，該產品具有較高的技術壁壘，全球范圍內高性能的聚酰亞胺生產廠商較少，主要有美國杜邦、日本Kaneka、韓國SKPI等，合計占據全球高達90%的市場份額。國內大約80家規模大小不等的PI薄膜制造廠商，包括桂林電科院、今山電子、深圳瑞華泰等，但多數是用于低端市場。
2、熱管/VC：臺資領先一步
熱管和VC均熱板的供應鏈主要在臺灣。臺灣散熱模組廠商的下游客戶覆蓋全球主流的服務器、計算機、筆記本電腦和手機廠商，約占據全球PC90%以上出貨量。臺灣熱管/VC的代表性企業包括超眾、雙鴻、泰碩、奇鋐等。
3、導熱界面材料：外資領先優勢還將持續，國內品牌從低端趕超
國外品牌壟斷導熱界面材料高端市場。目前導熱界面材料的高端市場主要由海外公司Dow Corning（道康寧）、Bergquist（貝格斯）、Laird（萊爾德）、Chomerics（固美麗）、AAvid（愛美達）等公司占據。如愛美達更是囊括了從導熱界面材料到散熱片、風冷液冷的產品到熱傳導工程及熱傳遞管理解決方案的供應。相比國外熱界面材料公司，中國大陸廠商起步較晚，普遍較小，缺少高端產品。
04散熱材料市場規模
散熱下游應用領域眾多，市場空間在千億級別。根據前瞻產業研究院預估，最近5年散熱產業年復合成長率達8%，市場規模有望在2023 年增長到2199億元。
手機散熱市場將隨單機價值量提升和5G手機出貨量提升，迎來百億規模增量市場空間。未來隨著5G手機滲透率提升和散熱方案的升級，按照華金證券數據，全球手機散熱市場有望從2019 年的150億元增長到2022年的230億元。
05國內散熱行業知名公司
1、飛榮達
飛榮達主要從事電磁屏蔽材料及器件、導熱材料及器件、基站天線及相關器件、防護功能器件的研發、設計、生產與銷售。飛榮達是電磁屏蔽、導熱材料與器件龍頭，目前在國內手機、通信產品的電磁屏蔽和石墨導熱產品具有較高占有率。公司通過收購昆山品岱（VC、熱管及散熱模組產品）、珠海潤星態（半固態壓鑄件產品），完善其散熱材料器件的產品線，提供散熱解決方案提供能力，有望在快速成長的5G散熱市場中，在下游客戶國產化替代趨勢下獲得更多份額，提升龍頭地位。
2、中石科技
中石科技公司是一家以研發為主導的制造企業，針對電子產品的基礎可靠性問題（發熱，電磁干擾，環境密封等）提供產品技術解決方案。主要產品包括導熱界面材料、EMI屏蔽材料、人工合成石墨、熱管/均熱板、熱模組。
中石科技一直服務于華為、諾基亞、愛立信等通信設備知名品牌，2014年進入北美知名手機廠商的供應體系，并不斷拓展合作范圍，于2018年成為華為和VIVO的正式供應商，2019年7月，公司收購了臺資技術背景的江蘇凱唯迪51%的股權，切入了均溫板領域的研發和生產，有望在未來提供石墨+均溫板的新散熱解決方案。
3、碳元科技
碳元科技成立于 2010年8月，2017 年3月20 日在上海證券交易所上市。公司自設立以來一直深耕于消費電子的散熱材料領域，公司自主研發、生產的高導熱石墨膜、超薄熱管和超薄均熱板等散熱材料，可應用于智能手機、平板電腦、筆記本電腦等電子產品。碳元科技立足于消費市場，以散熱材料、3D玻璃、陶瓷背板等為發展方向，致力于為客戶提供專業、高效、全套的散熱、背板解決方案，是國內開發、制造與銷售高導熱石墨材料的領先企業。
4、碩貝德
碩貝德成立于2004年2月，是一家專業從事移動通信終端無線射頻天線集研發、制造與銷售為一體的高新技術企業。公司控股子公司東莞市合眾導熱科技有限公司成立于2017年6月，專注于熱管理技術及關聯產品研發，為全球眾多電子產品研發生產商提供精準的熱管理產品，包括熱管、超薄熱管、VC、超薄VC、吹脹板、定制化散熱模組等產品的研發、生產、銷售服務。
5、精研科技
精研科技成立于2004年，是一家專業的金屬粉末注射成型（MIM）產品生產商和解決方案提供商，為客戶提供大批量高精度、形狀復雜、性能良好、外觀精致的多種金屬材料結構件、功能件和外觀件，并且同時具有陶瓷和鈦合金的開發能力，可以滿足不同類型客戶的需求。隨著5G時代的到來，并伴隨著智能手機輕薄化、高功耗的趨勢，積極成立散熱事業部，布局5G終端散熱板塊。
6、領益智造
領益智造成立于2012年，致力于成為全球領先的精密制造企業，努力為客戶提供“一站式”的精密智造解決方案。公司基礎材料產品包括磁材、模切材料及陶瓷應用等；精密零組件產品包括模切、沖壓、CNC、注塑、印刷、組裝等；核心器件與模組產品包括線性馬達、無線充電、充電器、軟包配件、鍵盤、散熱模組、5G射頻器件、結構件等。
06結語
需求端的升級和增長是推動散熱材料器件行業發展的主要原因。在設備高性能、小型化發展趨勢下，電子設備單位體積產生的熱量持續上升，散熱材料在電子設備中的重要性越來越大。
5G時代電子設備功耗上升明顯，隨著5G手機換機潮和基站建設高峰到來，5G智能手機和基站散熱市場規模達到雙百億空間。中期看，汽車電子、數據中心等領域，都對及時散熱需求越來越強烈；長期看，隨著5G網絡建設完善，物聯網車聯網等驅動數據中心需求新增長， AR/VR 等新應用終端興起，帶來散熱市場廣闊的長期增長空間。
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