散热“王者”石墨烯材料,都有哪些企业布局了?

材料每日新鲜报 2023-04-10
2628 字丨阅读本文需 7 分钟

伴随着5G时代手机、笔电、平板及智能穿戴等消费电子产品的快速发展,功能高度集成和轻薄化设计使得电子器件的散热问题越发突出,对散热组件的热扩散能力需求越来越高,而新型高导/散热石墨烯膜越来越受到大家的关注和重视。

石墨烯散热膜具有质量轻、导热系数高、热阻低、柔韧性佳等优势,在航空航天、电动汽车、通信、新能源、消费电子、医疗设备、光伏等领域应用广泛。

一、导热材料简介

随着电子器件以及产品向高集成度、高运算领域的发展,耗散功率随之倍增,散热日益成为一个亟待解决的难题。传统的导热材料大部分为金属(Ag、Cu、Al等)、金属氧化物(Fe2O3、BeO、Al2O3等)、以及其他非金属材料(石墨、炭黑、AlN等)。一直以来,在电子器件和产品散热等领域,铜质、铝质等传统散热材料都被广泛应用;近年来兴起的石墨烯材料,凭借其优异的导热特性、快速散热特性(与空气对流)以及质轻柔韧等特性,被认为是一类极具竞争力的散热材料。

二、石墨烯散热原理

石墨烯散热膜指以石墨烯为原料,采用多层石墨烯堆叠而成的高定向导热膜。根据新思界产业研究中心发布的《2023-2028年中国石墨烯散热膜行业市场深度调研及发展前景预测报告》显示,石墨烯散热膜制备通常以天然鳞状石墨为主要原材料,经过消泡、涂布、干燥、裁切、碳化、石墨化、压膜成型等流程制得成品。目前,我国石墨烯散热膜行业发展尚处于起步阶段,存在生产标准化程度低、原料成本高、产品性能不稳定等问题,产能无法满足下游客户需求。

在热力学中,石墨烯散热膜的散热包括传导Conduction、对流Convection和辐射Radiation等几种方式。具体举例而言,CPU散热片底座与CPU直接接触带走热量的方式就属于热传导;常见的散热风扇带动气体流动即热对流;热辐射指的是依靠射线辐射传递热量。一般情况下(400摄氏度以下),散热系统中主要依赖的还是热传导和热对流,其中热传导主要与散热器材料的导热系数和热容有关,热对流则主要与散热器的散热面积有关。

散热系统需要结合具体的应用环境进行整体考虑,包括吸热能力、导热能力和散热能力等方面;考虑到实际应用受到众多条件的制约,需要快速建立热平衡才能发挥最大的散热效应。

三、石墨烯行业竞争格局分析

石墨烯作为一种前沿新材料,发展只有10年左右。石墨烯导热膜是一种尚处在产业化初期的新型散热材料,其主要市场和供应商集中在国内,目前具备石墨烯导热膜量产能力的企业较少。

人工石墨散热膜同为电子产品内部常用的膜类散热材料,其产品特性、应用场景与石墨烯导热膜有一定的相似之处,因此人工石墨散热膜生产企业也与发行人存在竞争关系,目前人工石墨散热膜行业主要参与者为日本松下、美国Graftech、日本Kaneka以及中石科技、苏州天脉、思泉新材、深圳垒石、碳元科技等国内外企业。日本松下和美国Graftech进入该领域较早,技术较为成熟,是先行者。近年来凭制造工艺的发展与技术成熟,国内厂商在人工石墨散热膜领域逐渐处于行业领先地位,并且成功进入主流手机生产商的供应链体系,具有较强的市场竞争力。

四、行业内主要企业:

深瑞墨烯成立于2017年3月,为上市公司贝特瑞控股子公司(贝特瑞持有68.64%股权),主要从事石墨烯散热材料的研发、生产和销售,目前已经形成一定的销售规模,现已实现年产60万平方米新型石墨烯导热产品的量产,重点服务于国内手机终端厂商,产品已在OPPO、一加、realme等终端厂商的多款产品上实现量产应用。其母公司贝特瑞2021年营业收入达104.91亿元,主营业务中锂电池负极材料、正极材料合计占营业收入比重为94.37%,并未披露石墨烯导墨睿科技成立于2015年10月,专门从事石墨烯等低维纳米材料的生产和应用开发。

截至2020年末,其子公司云天墨睿年产60万平米高性能石墨烯导热膜产业化项目打通生产全流程,中间环节产品涂布膜的生产进入稳定量产阶段。宝泰隆成立于2003年6月,2011年3月在上交所成功挂牌上市,公司是集清洁能源、煤基石油化工生产;石墨深加工、石墨烯及应用、针状焦及锂电原材料等新材料开发;石墨和煤炭开采及洗选;发电及供热民生服务于一体的大型股份制企业。宝泰隆二级子公司星途(常州)碳材料有限责任公司的石墨烯导热膜产品目前已通过上海龙旗科技股份有限公司初步验证和审厂认证,暂未形成量产销售。

道明光学创建于2002年6月,于2011年在深交所挂牌上市,是一家专业从事研究、开发、生产和销售各种功能性薄膜、高分子合成材料的国家级高新技术企业。公司2020年10月发布公告,拟投资建设年产100万平方米石墨烯膜生产线,2021年公司已完成小批量的生产,处于给终端送样验证、测试和供应商导入评审阶段,2022年正处于市场推广阶段。

锦富技术初创于1998年,2010年在深交所上市,主要从事电子产品精密部件、液晶显示模组(LCM和BLU)、智能检测及自动化装备的研发、加工制造、销售与技术服务。锦富技术于2022年7月12日披露《2021年度向特定对象发行A股股票募集说明书(修订稿)》,拟向特定对象发行股票募集资金总额不超过7.38亿元,投向高性能石墨烯散热膜生产基地建设项目,达产后新增石墨烯散热膜年产能400万平方米,目前其“高性能石墨烯散热膜”研发项目已经完成中试。

Panasonic:松下成立于1918年,总部位于日本,世界500强企业,全球性电子产品厂商,人工合成石墨材料领导者,应用领域包括移动通信、新能源、汽车和医疗等。

GrafTech:Graftech创立于1886年,总部位于美国,世界知名的石墨电极生产商,在石墨材料领域处于世界领先地位,主要产品为石墨电极等。

Kaneka:成立于1949年,总部位于日本,日本大型化工产品上市公司,主要产品包括化学产品、功能性树脂、发泡树脂制品、食品、生命科学、电子材料、合成纤维等。

中石科技:中石科技成立于1997年4月,已于2017年12月27日在深交所创业板上市。中石科技主要从事电子设备功能性材料及元件的研发、设计、生产、销售与技术服务,产品涵盖热管理材料、人工合成石墨材料、电磁屏蔽及IP密封材料、EMI滤波器、信号滤波器等,广泛应用于智能终端、通讯设备、新能源汽车、电子电力、机械制造、轨道交通等领域。

苏州天脉:苏州天脉成立于2007年,主营业务为导热散热材料及元器件的研发、生产及销售,主要产品包括热管、均温板、导热界面材料、人工石墨膜等,产品广泛应用于智能手机、笔记本电脑等消费电子以及安防监控设备、汽车电子、通信设备等领域。

思泉新材:思泉新材成立于2011年6月,主要从事热管理材料、磁性材料、纳米防护材料的研发、生产和销售,主要产品为人工合成石墨散热膜、人工合成石墨散热片等热管理材料,主要应用于智能手机、平板电脑、笔记本电脑、智能穿戴设备等消费电子应用领域。

深圳垒石:深圳垒石成立于2012年11月,主要从事电子产品散热材料的研发生产和销售,主要产品包括人工石墨散热膜、热管、均温板等,产品广泛应用于智能手机、笔记本电脑、智能家居、智能手表等消费电子产品。

碳元科技:碳元科技成立于2010年8月,已于2017年3月20日在上交所上市。碳元科技主要从事高导热人工石墨膜、超薄热管和超薄均热板等散热材料的研发、生产和销售,主要应用于智能手机、平板电脑、笔记本电脑等消费电子产品。

文章来源: ​中金企信,北京烯宝,新思界网

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