電子產品散熱材料行業發展趨勢及主要壁壘構成分析（附報告目錄）
1、散熱材料行業背景
電子元器件工作可靠性的提高奠定了現代電子產品及電子系統發展的基礎，對于最終用戶而言，電子元器件工作可靠性越高，電子設備使用體驗感就越強。研究認為，高溫是影響電子元器件可靠性的重要因素，溫度通過對電子產品電源中的電容和半導體元器件進行影響，由此來影響電子產品的性能。試驗證明，電子元器件溫度每升高 2℃，可靠性便下降 10%。若電子元器件工作熱量未能及時疏導、散發出去，將導致電子產品發燙、卡頓、死機甚至爆炸等情形，電子產品熱管理問題已經成行業亟需解決的關鍵。
相關報告：北京普華有策信息咨詢有限公司《2021-2027年中國電子產品散熱材料行業專項調研及發展前景預測報告》
2、行業發展趨勢
資料來源：普華有策
（1）多元化、組合化散熱方案逐漸成為市場主流
在消費電子領域，隨著智能設備運行功率的增加，傳統單一的散熱方案已不能滿足高性能產品多元化的散熱需求。新型散熱材料的出現，使得電子設備散熱方案進一步擴充，散熱方案逐漸演變為多種材料“協同運作、并駕齊驅”的散熱模式。在 5G 時代，作為基礎散熱材料的石墨散熱膜，可與熱管、均溫板、石墨烯散熱膜等高效散熱材料搭配使用，在高端智能設備市場發揮巨大優勢，且不斷向中低端智能設備滲透。
未來，電子產品、5G 基站、大型服務器等設備的散熱方案均將朝著多材料、立體化的組合散熱方式繼續邁進。
（2）石墨散熱膜未來仍為主流散熱材料，市場需求可觀，并朝著高熱通量方向發展
相較于熱管、均溫板等散熱材料，石墨散熱膜具有柔韌性好、質量輕薄的性能優勢，且易于貼合于攝像頭模組、手機中框、芯片等各種電子元器件中。基于多元化、組合化的散熱方案逐漸成為市場主流，多種散熱材料協同運作的背景下，石墨散熱膜仍是目前及今后主流散熱材料，市場需求量可觀。而增加石墨散熱膜熱通量則是其未來發展的主要方向之一。
材料的熱通量是指單位面積的材料在單位時間內所傳遞的熱能。通常情況下，材料厚度越大，單位時間內可傳遞的熱能更多，其熱通量也就越高，散熱效果越好。通過增加石墨散熱膜厚度進而加大熱通量的方法能較好匹配 5G 時代高功率電子設備的散熱需求。石墨散熱膜由于材料特性，本身厚度薄、質量輕，最大厚度也不及熱管、均溫板的 1/2，因此增加石墨散熱膜厚度提高材料熱通量，既不會影響電子產品輕薄便攜、美觀的形態要求，還可以進一步提升各元器件和整機的散熱效率，增強電子產品可靠性。高熱通量石墨散熱膜是 5G 時代極具性能優勢的散熱材料之一。
通過增加材料厚度提高熱通量通常可采用兩種途徑，一種是將常規石墨散熱膜反復粘貼膠帶疊加在一起，但由于膠類材料熱阻通常較高，導致多層石墨膜散熱效果并不理想；另一種則是采用超厚 PI 膜通過特殊工藝燒制而成，無需使用膠帶粘合，生產的高熱通量的厚石墨膜具有更好的散熱效果。
制作高熱通量的厚石墨散熱膜不僅要求原材料 PI 膜到達相應厚度，同時還對生產商核心技術的掌握程度、生產工藝的熟悉程度以及操作人員的專業素質都有著較高要求。
（3）熱管及均溫板滲透率不斷增加，并朝著超輕、超薄、高強度方向發展
熱管和均溫板利用腔體中工作介質通過液氣兩相變化吸收熱量方式進行散熱，不需要借助外力，即可發揮強大特性，特別適合放置在芯片等高發熱量部位，達到高效的局部散熱效果。作為新型散熱材料的代表之一，熱管及均溫板散熱逐步從筆記本電腦、臺式電腦應用方案中滲透到智能手機終端，國內“HMOV”等廠商近年來發布的智能手機中較多采用了熱管或均溫板散熱方案。在消費電子高刷屏、高功耗、性能持續升級的背景下，熱管和均溫板在消費電子市場的滲透率將持續提高，且朝著超輕、超薄、高強度方向發展。
隨著電子產品朝著超輕、超薄化的趨勢演變，將熱管和均溫板的厚度控制在合理范圍且仍保持優秀的散熱效果將面臨極大挑戰，尤其在生產工藝上，需要保證其內部擁有高毛細力與一定的內腔空間以供液體和蒸汽充分循環流動，維持良好的散熱效果。對于熱管，在壓縮厚度并維持高性能同時，不僅需要選擇合適的毛細結構，同時還需要保證工作中蒸汽的傳播速率，例如利用凹槽型毛細結構設計并在狹小的內腔中開辟新的通道，使得工作時蒸汽流動通道加大同時也進一步降低整體厚度，這對生產商的技術儲備以及設計能力都有著極高的要求。而降低均溫板的厚度條件通常更為苛刻，一方面，均溫板制作工藝復雜、精細化程度較高，厚度越薄，則銅片封合的間隙越難掌控，封合階段的良品率也就越低；另一方面，均溫板厚度越薄，意味著其內部毛細通道與蒸汽通道空間越小、蒸汽的有效傳播距離更短，均溫板的工作性能也將損失更多。因此，生產商封合技術的先進性以及對內部蒸汽通道的合理設計將成為制造高強度超薄均溫板的關鍵。
（4）擁有優質特性和成本優勢的石墨烯膜將成為極具競爭力的散熱材料
石墨烯是從石墨原材中剝離出來、由碳原子組成的只有一層原子厚度的二維晶體，擁有其他材料所不具備的特殊性能，如優異的電學性能、出色的機械性能、超高的導熱性、優異的阻隔性能等，可運用于能源、環境、電子、化工等多類行業，具備良好的發展前景。
由于石墨烯在面內方向是各項同性的，在平面內的熱傳導不會存在方向性，通過獨特的加工工藝，可得到任意厚度（特別是超厚）的石墨烯散熱膜。石墨烯散熱膜導熱效率實驗可達 5,300W/m.K，因此將石墨烯用于散熱材料領域，開發新型石墨烯散熱薄膜為大勢所趨。
石墨烯由于獨特的晶體結構，通過“氧化”—“還原”—“壓延”—“模切”等工藝，可加工成為石墨烯散熱膜，且由于工藝特性，得到的材料厚度較大、熱通量較高，散熱效果較石墨散熱膜更優。不僅如此，石墨烯散熱膜還具有良好的耐彎折性及柔韌性，在折疊屏、柔性屏等智能設備散熱方案中占據優勢，是未來極具競爭力的散熱材料。2018 年 10 月華為在 Mate20 系列手機中首次采用石墨烯膜作為其主要散熱方案，產品優秀的散熱效果更是將石墨烯散熱技術推向大眾視野。
石墨烯散熱膜系通過氧化還原天然石墨得到原材料后加工制成，相較于石墨散熱膜，在材料成本方面更具優勢。但由于目前石墨烯加工工藝復雜，對設備投資、研發實力、人員技能的要求較為苛刻，能熟練掌握全套生產工藝的廠商較少，產品良率偏低。同時，由于產線前期投資較高，產品規模效應尚未凸顯，目前產品單位成本普遍偏高。未來，隨著加工工藝不斷優化與改進，石墨烯散熱膜的生產質量將進一步得到保障，產、銷量持續擴大，成本優勢逐漸體現，成為極具市場競爭力的新型散熱材料。
3、行業發展的挑戰
（1）新工藝、新技術、新材料帶來的沖擊
目前消費類電子產品散熱方案主要采用石墨散熱膜、熱管、均溫板、石墨烯散熱膜、微型風扇等散熱材料。隨著消費電子產品對散熱需求的不斷增加，未來石墨散熱膜、石墨烯散熱膜等膜類材料將繼續朝著提高導熱性能、增加熱通量的方向演變，導致生產工藝難度持續加大，這對上游原料的基本要求、熱處理工藝的參數的把控以及技術人員的實力提出了新的挑戰。
另一方面，隨著輕薄、智能、商務出行的需求不斷增長，熱管、均溫板等金屬類散熱材料制備工藝將朝著超輕、超薄化發展，如何將熱管、均溫板“做得更薄”同時又能保持優良的散熱性能將成為行業內企業的一大難題。最后，隨著散熱材料技術的不斷延伸與拓展，未來也可能存在其他新型散熱材料應用于電子產品散熱方案中。雖然短期內由于產能、工藝的限制新材料并不能取代現有材料，但長期來看也會對現有材料帶來一定沖擊。
（2）下游產品散熱需求多元化
散熱材料主要的應用領域為消費電子行業，隨著生活水平提高，技術水平的不斷提升，人們需求的日益多樣化，電子產品的更新加快，人們對電子產品的需求加大。傳統的消費習慣隨著時代的變遷也發生了巨大變化，人們對電子產品的需求呈現多樣化的趨勢，包括對個性化、時尚化和新穎化的要求。多樣化的產品會對散熱材料企業研發和設計能力提出更高的要求，跟不上終端市場需求的企業將難以在激烈的市場競爭中立足，生存空間將越來越小；同時，多樣化的產品趨勢意味著產品更迭速度將加快，產品的生命周期將縮短，散熱材料企業下游客戶將對上游供應商供貨的穩定性和及時性提出更高的要求，這將對企業的品質控制和供貨能力提出挑戰。
4、行業進入壁壘
（1）技術和工藝壁壘
電子產品散熱材料行業作為高新技術產業，具有較高的技術壁壘，主要體現在多學科交融、工藝流程復雜、生產制造條件、客戶技術定制化要求高等方面。散熱材料的生產制造技術結合了熱力學、材料學、空氣動力學、流體力學、機械工程、電子、自動化、信息化等多種學科技術成果，呈現多學科交融的特點；從工藝流程來看，包括從石墨原材制備、壓延、模切以及熱管、均溫板毛細結構的設計與制備、打扁與彎折等多個流程，每個環節的加工質量都會影響著最終產品的品質，尤其是石墨散熱膜的高溫處理，熱管、均溫板內部毛細結構的制備將直接影響最終產品的散熱性能；從生產制造條件來看，散熱材料的生產需要先進的生產設備和潔凈生產車間，并且需要大量具有豐富生產經驗的工人和具有豐富和扎實的設計、生產流程控制經驗的設計和生產管理團隊。
除此之外，電子產品散熱材料行業呈現針對下游客戶的獨特要求“定制化”生產的特點，由于下游客戶大多為消費電子類產品客戶，此類產品技術更新速度較快且新產品的熱銷周期較短，故需要散熱材料企業可以在較短時間內，設計出符合要求的產品，并可以保質保量的大規模及時供貨，這就要求散熱材料企業具有優秀的研發和制程能力來滿足客戶的要求。
未來隨著終端產品向智能化、集約化、高能耗方向發展，散熱材料的生產工藝更加復雜，對散熱性能及產品品質要求更高，這將對散熱材料企業的技術研發和制程能力提出更高的要求，而先進入行業的企業由于長時間的技術和工藝積累，可以更快地適應改變，因此也形成了本行業的技術工藝壁壘。
（2）人才壁壘
散熱材料行業的人才壁壘主要體現在對操作人員、技術人員和管理人員的較高要求方面。由于石墨散熱膜、熱管、均溫板等材料的生產具有精細化的特點，因而要求具有足夠經驗和工藝的人員勝任復雜的生產加工工序，企業需要花費較長的時間和費用來培養熟練操作人員。其次，由于終端產品技術更新換代較快，產品品種多樣，這就需要上游供應商具有足夠的配套研發能力，因而企業需要配備足夠經驗和數量的技術人員，不僅滿足客戶對新品研發的要求，還需要持續的進行品質改善。最后，散熱材料企業往往擁有整條工藝鏈，涉及到各種工種的配合和管理，需要企業擁有足夠有能力的管理人員對整個企業進行有效的運營。以上對操作人員、技術人員和管理人員的要求形成了本行業的人才壁壘。
（3）資金壁壘
散熱材料的生產需要配備清潔車間和大量的高端生產線，這樣才能保證企業的制程能力和品質保障能力。通常高端生產設備的價格昂貴，產線與車間的配置也需要企業進行大量的資本投入。除此之外，由于本行業訂單呈現數量和金額均較大的特點，而應收賬款賬期較長，需要企業擁有充足的流動資金滿足企業正常運營，以上均形成了本行業的資金壁壘。
（4）規模壁壘
首先，電子產品散熱材料行業的終端客戶主要為消費電子領域，該類產品呈現更新換代快，對上游供應商要求大批量及時供貨的能力，只有可以充分滿足下游客戶供貨數量要求的企業才能獲得客戶的青睞，建立起穩定的合作關系。其次，生產規模越大，企業對上游供應商的議價能力將增強，可以降低企業的生產成本，同時也易于與供應商形成穩定的供貨關系，保障原材料質量和供貨的穩定性。最后，下游產品多樣性決定了散熱材料行業的定制化生產模式，只有具備一定規模的企業才能有技術和生產能力面對客戶多樣的產品技術要求時從容應對，穩定供貨。因此要求新進入廠商需要一次性進行大量的資本投入形成一定規模的生產能力，而未形成足夠規模效應的企業將難以生存和發展，以上形成了本行業的規模壁壘。
（5）客戶資源壁壘
散熱材料可廣泛應用于智能手機、筆記本電腦、平板電腦、智能手表、智能音箱、無線充電等電子產品。受終端客戶對個性化需求的影響，產品更新換代較快，產品的種類、規格、款式多變，下游客戶一般對供應商的技術水平、產品品質和供貨能力要求較高，因而只有具有優秀的技術水平和交付能力的散熱材料廠商才能獲得下游客戶的青睞。下游客戶為了保證其自身產品質量的可靠性、企業運行的穩定性、經營成本的可控性，一旦與企業建立起穩定的供應關系，進入其合格供應商名錄，客戶不會輕易更換。對于新進入企業而言，其很難在短時間內進入大型終端品牌商的合格供應商體系，因此形成了本行業的客戶資源壁壘。