AI加速落地消費(fèi)電子端側(cè)，導(dǎo)熱界面材料量價齊升

1、熱管理成為保障電子設(shè)備工作性能和可靠性的重要內(nèi)容

近年來，隨著5G通信、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的普及，電子設(shè)備的功率密度不斷增加，散熱問題逐漸成為制約設(shè)備性能的瓶頸。熱管理材料是幫助產(chǎn)品提高散熱效果的功能性材料，用于提高熱傳導(dǎo)效率，使得熱量均勻分散，是消費(fèi)電子、汽車電子、通信設(shè)備等領(lǐng)域不可或缺的材料。

三種散熱基本方式及原理

數(shù)據(jù)來源：觀研天下數(shù)據(jù)中心整理

根據(jù)工作原理的不同，熱管理材料可分為主動式（有源式）和被動式（無源式）兩種。主動散熱器件普遍采用熱對流原理，對發(fā)熱器件進(jìn)行強(qiáng)制散熱。在消費(fèi)電子中，常用的主動散熱器件是風(fēng)扇。被動散熱普遍采用熱傳導(dǎo)或熱輻射原理，主要依靠發(fā)熱體或散熱片進(jìn)行降溫。手機(jī)終端、平板電腦等輕薄型消費(fèi)電子受內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)限制的影響，一般采用該方式。

熱管理材料分類及特點

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散熱性能的高低決定了電子產(chǎn)品運(yùn)行的穩(wěn)定性及可靠性。電子元器件故障發(fā)生率隨工作溫度的提高呈指數(shù)增長，溫度每升高10℃，系統(tǒng)可靠性降低50%。因此，電子電氣產(chǎn)品的導(dǎo)熱、散熱能力強(qiáng)弱是影響產(chǎn)品性能的關(guān)鍵因素之一。

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散熱能力不足是電子設(shè)備溫度過高的直接原因，因此熱管理技術(shù)已經(jīng)成為保障電子設(shè)備工作性能和可靠性的重要議題。芯片熱流密度的不斷升高是電子設(shè)備熱管理的關(guān)鍵。

1、芯片功率增加

芯片功率的迅速爬升是熱流密度升高的核心驅(qū)動因素之一，20世紀(jì)80年代單個芯片的功率只有幾瓦，2005年左右已增大到接近100W，增大了幾十倍，而NVIDIA和AMD在2024年推出產(chǎn)品的TDP更是已經(jīng)達(dá)到了1000W。

芯片PTDP不斷上升（以UAIGPU為例）

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2、芯片特征尺寸降低

在功率不斷上升的過程中，芯片尺寸從過去的10nm逐步演進(jìn)到5nm、4nm，并向2nm繼續(xù)遞進(jìn)，芯片集成度隨之以驚人的速度增大，從最初的單個芯片只能集成幾十個晶體管，發(fā)展到目前單個芯片可以集成幾十億、幾百億個晶體管。功率提升和尺寸縮小共同推動了芯片熱流密度的升高，熱流密度從早期的不超過10W/????2已經(jīng)增大至接近100W/????2。功率躍升與制程微縮的疊加效應(yīng)，推動芯片熱流密度實現(xiàn)數(shù)十倍增長，傳統(tǒng)散熱體系已逼近物理極限，開發(fā)高效熱管理方案正逐漸成為保障算力持續(xù)進(jìn)化的生死線，電子設(shè)備的進(jìn)一步發(fā)展需要熱管理新技術(shù)的支撐。

2、導(dǎo)熱需求提高，導(dǎo)熱界面材料行業(yè)市場空間廣闊

導(dǎo)熱界面材料是置于發(fā)熱器件和導(dǎo)熱散熱器件之間，用于降低它們之間接觸熱阻的一類材料。其主要作用是填充散熱器和熱源之間的不規(guī)則空隙，降低界面熱阻。當(dāng)未使用導(dǎo)熱界面材料時，界面之間的空氣導(dǎo)熱系數(shù)僅為0.026W/m·K，而使用導(dǎo)熱界面材料后，導(dǎo)熱系數(shù)可顯著提高至1.2-15.0W/m·K，有效提升散熱效率。由于不同導(dǎo)熱界面材料的基體材料和填充物不同，其導(dǎo)熱系數(shù)也不盡相同。其中導(dǎo)熱墊片的導(dǎo)熱系數(shù)最高，達(dá)到約15W/m·K，導(dǎo)熱膏和導(dǎo)熱凝膠的導(dǎo)熱系數(shù)則分別為4.6W/m·K和10W/m·K。在全球范圍內(nèi)對高功率、高性能產(chǎn)品的需求持續(xù)攀升的背景下，導(dǎo)熱界面材料行業(yè)正憑借技術(shù)迭代與應(yīng)用場景的不斷拓展，呈現(xiàn)出規(guī)模持續(xù)擴(kuò)張的發(fā)展態(tài)勢。

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目前我國導(dǎo)熱界面材料的下游應(yīng)用主要集中在消費(fèi)電子和新能源汽車領(lǐng)域。消費(fèi)電子占比最高，達(dá)43.9%，這表明隨著智能手機(jī)、平板電腦等設(shè)備性能的提升，對高效散熱需求也在持續(xù)增加。新能源汽車占比39.6%，反映出新能源汽車市場的快速擴(kuò)展對導(dǎo)熱界面材料需求的強(qiáng)勁增長。通信設(shè)備和工業(yè)、醫(yī)療等其他領(lǐng)域則分別占6.5%和10%。

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根據(jù)觀研報告網(wǎng)發(fā)布的《中國導(dǎo)熱界面材料行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析與投資前景研究報告（2025-2032年）》顯示，2024年是消費(fèi)電子AI元年，各大廠商紛紛推出AI終端產(chǎn)品。為滿足AI大模型的訓(xùn)練與推理需求，AI終端器件算力呈指數(shù)級增長，智能手機(jī)、筆記本電腦、智能家居等消費(fèi)電子產(chǎn)品內(nèi)部器件發(fā)熱量及散熱需求顯著提升。端側(cè)AI與消費(fèi)電子結(jié)合的諸多領(lǐng)域中，AI手機(jī)和AI個人電腦市場發(fā)展最快，散熱需求大幅增長。

各個廠商在AI手機(jī)的戰(zhàn)略布局

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2024年，AI手機(jī)的出貨量占全球智能手機(jī)出貨量的5%。隨著生成式AI能力加速下沉，滲透率將快速增長，AI有望成為智能手機(jī)行業(yè)的重要驅(qū)動力。隨著智能手機(jī)出貨量増長和AI手機(jī)滲透率提升，預(yù)計2032年手機(jī)領(lǐng)域?qū)峤缑娌牧鲜袌鲆?guī)模預(yù)計將達(dá)到10億元左右，散熱需求進(jìn)一步增加。

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