5G時(shí)代，誰是散熱材料之王？

       我國(guó)導(dǎo)熱領(lǐng)域起步較晚，由于高端產(chǎn)品技術(shù)仍壟斷在歐美及日本等少數(shù)企業(yè)中，國(guó)內(nèi)眾多導(dǎo)熱界面材料生產(chǎn)廠家仍以低端產(chǎn)品輸出為主，銷售額僅占市場(chǎng)總額10%左右。傳統(tǒng)散熱材料以石墨片和導(dǎo)熱凝膠等TIM材料（導(dǎo)熱界面材料）為主，石墨片存在導(dǎo)熱系數(shù)相對(duì)較低、厚度相對(duì)較大等問題。目前熱管和VC（均熱板）開始從電腦、服務(wù)器等領(lǐng)域滲透到智能手機(jī)終端，石墨烯材料也開始應(yīng)用。相對(duì)而言，VC和石墨烯的導(dǎo)熱系數(shù)高、厚度低，是性能更佳的散熱材料。

石墨膜：散熱方案的主流材料

       石墨是相較于銅和鋁等金屬更好的導(dǎo)熱材料，主要原因在于石墨具有特殊的六角平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，可以將熱量均勻地分布在二維平面并有效地轉(zhuǎn)移，具備良好的水平導(dǎo)熱、垂直阻熱效果，并且輕量化，能夠平滑粘附在任何平面和彎曲的表面。

       石墨自2009年開始批量應(yīng)用于消費(fèi)電子產(chǎn)品，2011年開始大規(guī)模應(yīng)用于智能手機(jī)，目前已經(jīng)取代傳統(tǒng)金屬，成為消費(fèi)電子領(lǐng)域主流的散熱材料。

行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈，價(jià)格持續(xù)走低

       目前導(dǎo)熱石墨膜行業(yè)主要參與者為日本松下、美國(guó)Graftech、日本Kaneka、碳元科技、中石科技和飛榮達(dá)等國(guó)內(nèi)外企業(yè)。日本松下和美國(guó)Graftech進(jìn)入該領(lǐng)域較早，技術(shù)較為成熟，是先行者。國(guó)內(nèi)碳元科技、中石科技和飛榮達(dá)等技術(shù)成熟且相對(duì)領(lǐng)先，并且成功進(jìn)入三星、華為等主要手機(jī)生產(chǎn)商的供應(yīng)鏈體系。

       由于行業(yè)進(jìn)入門檻相對(duì)較低，眾多廠商參與進(jìn)來，導(dǎo)致價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)激烈，產(chǎn)品價(jià)格持續(xù)走低。根據(jù)碳元科技和中石科技招股說明書等公告披露，2014年以來，單層和多層高導(dǎo)熱石墨膜價(jià)格持續(xù)下滑，已經(jīng)從2014年400元/m2下降至2017年的180元/m2左右。

石墨烯膜：理化性能豐富，國(guó)產(chǎn)優(yōu)勢(shì)明顯

導(dǎo)熱系數(shù)最高、導(dǎo)電性能好，下游鋰電材料和導(dǎo)熱膜空間巨大

       石墨烯是已知的導(dǎo)熱系數(shù)最高的物質(zhì)，理論導(dǎo)熱率達(dá)到5300W/（m*K），遠(yuǎn)高于石墨。它是由單層碳原子經(jīng)電子軌道雜化后形成的蜂巢狀二維晶體，厚度僅為0.335nm，又稱為單層石墨，是碳納米管、富勒烯的同素異形體。根據(jù)中國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)，單層石墨烯指由一層碳原子構(gòu)成的二維碳材料。

       石墨烯的快速導(dǎo)熱特性與快速散熱特性，使其成為傳統(tǒng)石墨散熱膜的理想替代材料，廣泛用于智能手機(jī)、平板電腦、大功率節(jié)能 LED照明、超薄LCD電視等散熱。

       除高導(dǎo)熱性之外，石墨烯還有其他優(yōu)異的物理化特性，因此下游應(yīng)用廣泛。例如，導(dǎo)電性高，可應(yīng)用在集成電路、導(dǎo)電劑、傳感器和鋰電等領(lǐng)域；比功率高，可作為超級(jí)電容和儲(chǔ)能元件；柔性強(qiáng)，彎折不影響性能，可作為柔性材料用于曲面屏和可穿戴設(shè)備；具有高透光率，可用于透明導(dǎo)電薄膜。

       石墨烯產(chǎn)品形態(tài)包括薄膜和粉體兩類，石墨烯粉體的應(yīng)用領(lǐng)域包括：

     （1）鋰電池正負(fù)極材料的導(dǎo)電添加劑，可以提高充放電速度和循環(huán)性能；

     （2）超級(jí)電容的電極材料，儲(chǔ)能活性強(qiáng)且循環(huán)性能優(yōu)良；

     （3）特征涂料，作為添加劑摻雜在防腐涂料、散熱涂層和導(dǎo)電涂層中改善涂料性能；

     （4）高效催化劑，應(yīng)用于能源化工領(lǐng)域。

       石墨烯薄膜的應(yīng)用領(lǐng)域包括：

     （1）導(dǎo)熱膜，用于智能手機(jī)和平板電腦等的散熱層；

     （2）柔性顯示，用于柔性顯示屏和可穿戴設(shè)備等領(lǐng)域；

     （3）傳感器材料，用于可穿戴設(shè)備、醫(yī)療和環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域；

     （4）集成電路基礎(chǔ)材料，用于超級(jí)計(jì)算機(jī)、高頻芯片和精密電子元件等領(lǐng)域。

       到目前為止，石墨烯在眾多領(lǐng)域中已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，粉體方面，深圳烯旺科技于2020年發(fā)明出石墨烯復(fù)合陶瓷耐蝕樹脂及涂料，成為市場(chǎng)首創(chuàng)，引領(lǐng)石墨烯改性防腐涂料在該領(lǐng)域進(jìn)入4.0時(shí)代。另外，還研發(fā)出石墨烯改性防腐涂料、石墨烯功能涂料、石墨烯改性粉末涂料等產(chǎn)品，且目前已擁有國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的石墨烯粉體生產(chǎn)線。

       薄膜方面，烯旺科技具備純石墨烯發(fā)熱膜設(shè)計(jì)及研發(fā)實(shí)力，可完全自主設(shè)計(jì)和定制膜片，擁有全球首創(chuàng)的石墨烯發(fā)熱膜專利技術(shù)，開創(chuàng)了石墨烯應(yīng)用化、產(chǎn)業(yè)化之路，基于此項(xiàng)核心技術(shù)，先后開發(fā)出養(yǎng)護(hù)護(hù)具、服飾家紡、美容、能量房，以及醫(yī)療器械、工業(yè)涂料、供暖等眾多領(lǐng)域。

       同時(shí)，鋰電材料和導(dǎo)熱膜有望成為最大的下游應(yīng)用。華為在2019年發(fā)布的Mate 20X智能手機(jī)中，首次將石墨烯用做散熱材料，石墨烯鋰電池也有望在手機(jī)端實(shí)現(xiàn)商用推廣。從市場(chǎng)規(guī)模來看，根據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院的測(cè)算，鋰電池材料的市場(chǎng)空間最大，有望達(dá)到40~50億元，其次是導(dǎo)熱膜，有望達(dá)到15~20億元，此外復(fù)合材料的市場(chǎng)空間也在 20億元左右。

       根據(jù)中國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的統(tǒng)計(jì)，我國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)規(guī)模從2015年的1630萬美元增長(zhǎng)到2016年的3842萬美元。隨著石墨烯量產(chǎn)的解決和下游的拓展，預(yù)計(jì)2020年我國(guó)石墨烯市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到2億美元，超過全球市場(chǎng)的 50%，成為最大的石墨烯消費(fèi)國(guó)家。

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