散熱的重要性提升，熱管、均溫板技術(shù)興起

       隨著科技的進(jìn)步以及人們消費(fèi)理念的轉(zhuǎn)變，大眾對(duì)電子產(chǎn)品的要求逐漸趨于輕薄化、潮流化、多功能化。電子產(chǎn)品的性能變得越來(lái)越強(qiáng)大時(shí)，集成度和組裝密度將不斷提高，從而導(dǎo)致功耗和發(fā)熱量急劇增加。據(jù)統(tǒng)計(jì)，由熱量集中引起的電子元器件故障占總故障率的55%，因此，熱處理技術(shù)是電子產(chǎn)品中要考慮的重要因素。

       傳統(tǒng)的導(dǎo)熱材料主要是金屬材料，但是金屬材料的密度高，膨脹系數(shù)高，在要求高導(dǎo)熱率時(shí)，它們無(wú)法滿足使用要求。導(dǎo)熱石墨片具有獨(dú)特的晶粒取向，可以在兩個(gè)方向上均勻地傳導(dǎo)熱量。目前，大多數(shù)智能手機(jī)都使用石墨片散熱解決方案，但隨著電子設(shè)備散熱要求的提高，單層或雙層石墨片的導(dǎo)熱不能滿足更高的散熱要求。

5G 吹來(lái)的熱風(fēng)

       5G時(shí)代的高速度和低延遲為我們帶來(lái)了更好的體驗(yàn)，但是電子產(chǎn)品將消耗更多的功率并產(chǎn)生更多的熱量，因此，消費(fèi)電子的導(dǎo)熱和散熱能力已成為產(chǎn)品穩(wěn)定立足的關(guān)鍵技術(shù)之一。另外，在5G時(shí)代，電子設(shè)備的集成功能逐漸增加并變得復(fù)雜化，而設(shè)備本身的尺寸不斷縮小，這對(duì)電子設(shè)備的熱處理技術(shù)提出更高的要求。因此，發(fā)展5G電子設(shè)備的重難點(diǎn)之一就是解決散熱問(wèn)題。

       5G手機(jī)需要更快的傳輸速度，MIMO技術(shù)則增加了天線數(shù)量，射頻前端需要支持的頻段數(shù)量大大增加。同時(shí)，隨著高頻信號(hào)處理難度的增加，使得系統(tǒng)射頻組件的性能要求也大大提高，載波聚合和MIMO技術(shù)之類的新應(yīng)用需要對(duì)每個(gè)射頻器件進(jìn)行技術(shù)更新。4G手機(jī)天線主要是2*2 MIMO，而5G使用更多的4*4 MIMO天線方案來(lái)提高5G傳輸速度。然而，在高速傳輸中會(huì)產(chǎn)生大量熱量，因此如何降低傳輸過(guò)程中增加的溫度、減少對(duì)手機(jī)性能的損耗是目前發(fā)展5G手機(jī)的挑戰(zhàn)之一。

       5G手機(jī)的普通過(guò)濾器對(duì)溫度非常敏感，如果外部溫度環(huán)境發(fā)生變化，則過(guò)濾器的性能將急劇下降。與4G手機(jī)相比，隨著頻段數(shù)量的增加，5G手機(jī)中射頻濾波器組件的需求也相應(yīng)增加，對(duì)溫度的處理要求也隨之增加。

       5G手機(jī)的散熱需求受功耗增加和結(jié)構(gòu)變化的影響。一方面，5G手機(jī)的芯片處理能力是4G手機(jī)的五倍，同時(shí)功能的復(fù)雜化和處理能力的進(jìn)步使得功耗也隨之增加，5G手機(jī)對(duì)散熱有更高的要求。另一方面，手機(jī)天線數(shù)量的增多、電磁波穿透能力的變?nèi)跻约皺C(jī)身材質(zhì)的非金屬化對(duì)但散熱結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求越來(lái)越高。

石墨烯、熱管、均溫板散熱技術(shù)興起

       目前市場(chǎng)上散熱的主要方式是使用多層石墨片。眾所周知，導(dǎo)熱系數(shù)越高，越有利于熱量的擴(kuò)散。數(shù)據(jù)顯示，良好的石墨片導(dǎo)熱系數(shù)可達(dá)到1500 W/mk至1500 W/mk，而一般純銅的導(dǎo)熱系數(shù)是380 W/mk?？梢?jiàn)石墨的導(dǎo)熱性優(yōu)于一般的金屬材料。石墨提供最大限度的有效表面積，在這個(gè)表面上熱量被有效轉(zhuǎn)移和帶走，換句話說(shuō)就是，石墨通過(guò)優(yōu)異的導(dǎo)熱性，迅速降低電子產(chǎn)品工作時(shí)發(fā)熱元件所在位置的溫度，均勻產(chǎn)品的整體溫度，擴(kuò)大散熱表面積，從而降低整個(gè)電子產(chǎn)品的溫度，提高電子產(chǎn)品的工作穩(wěn)定性及使用壽命。智能手機(jī)中使用石墨片的部件有 CPU、電池、無(wú)線充電、天線等。

       石墨膜、石墨片的上游原材料市場(chǎng)非常集中。高導(dǎo)熱石墨膜上游的主要原料是聚酰亞胺，輔助材料是膠帶、保護(hù)膜等，主要制造設(shè)備是碳化爐、模切機(jī)、壓延機(jī)等。其中，聚酰亞胺是高性能的絕緣材料，行業(yè)具有很高的技術(shù)壁壘，全球能生產(chǎn)高性能聚酰亞胺的制造商很少，主要代表有美國(guó)杜邦、日本Kaneka和韓國(guó)的SKPI，合計(jì)占據(jù)全球高達(dá) 90%的市場(chǎng)份額。

熱管與均溫板導(dǎo)熱系數(shù)高于其他方案

       對(duì)比不同材料的導(dǎo)熱系數(shù)發(fā)現(xiàn)，熱管和均溫板的導(dǎo)熱系數(shù)是石墨材料的近十倍，在熱管和均溫板當(dāng)中，均溫板的導(dǎo)熱系數(shù)更高。因此，熱管和均溫板的優(yōu)勢(shì)更明顯。另外，熱管屬于一維線性熱傳導(dǎo)，而真空腔均熱板則是提供二維的傳導(dǎo)空間，因此效率更高。具體來(lái)說(shuō)是熱量被真空腔底部的液體吸收后，再經(jīng)過(guò)蒸發(fā)擴(kuò)散到真空腔內(nèi)，將熱量傳導(dǎo)至散熱片上，隨后冷凝為液體回到底部。這種散熱原理與冰箱空調(diào)的蒸發(fā)、冷凝過(guò)程類似。

均溫板、熱管散熱技術(shù)未來(lái)朝更輕薄、高效能方向發(fā)展

       電子設(shè)備追求時(shí)尚化的過(guò)程中，輕薄化成為繞不開(kāi)的話題。設(shè)備變薄意味著需要更薄的熱管和均溫板。銅作為熱管的主要材質(zhì)，形狀的保持需要一定的厚度，但是消費(fèi)類電子的空間有限，因此平衡熱管與設(shè)備之間的關(guān)系成為行業(yè)發(fā)展中的重點(diǎn)。當(dāng)前，日本和國(guó)內(nèi)部分企業(yè)正在傾力研發(fā)專供智能手機(jī)的超薄熱管。未來(lái)隨著高功率產(chǎn)品的涌現(xiàn)、產(chǎn)業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，市場(chǎng)對(duì)高效能的熱管、均熱板需求將大幅上漲，同時(shí)也會(huì)提出更多的生產(chǎn)要求，這將促進(jìn)散熱產(chǎn)品往更優(yōu)質(zhì)、更高效的方向升級(jí)，有利于行業(yè)的良性健康發(fā)展。

       散熱需求的增加以及廣闊的市場(chǎng)空間吸引了國(guó)內(nèi)外眾多玩家，國(guó)外企業(yè)日本松下、美國(guó)GRAFTECH和日本KANEKA為代表，國(guó)內(nèi)廠商包括碳元科技、中石科技、嘉興中易碳素、博昊科技、新綸科技、深圳壘石。

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