中国手机散热膜行业技术分析-研精毕智调研报告网

概述

调研大纲

在手机散热膜行业技术创新方面，企业应加大研发投入，积极与科研机构合作，共同攻克技术难题。持续探索新型材料和改进现有材料的制备工艺，提高散热膜的导热性能、轻薄化程度以及与手机内部结构的适配性，例如，加大对石墨烯散热膜、碳纳米管散热膜等新型散热材料的研发力度，提高其产品质量稳定性和一致性，降低生产成本，以满足市场对高性能散热膜的需求。

一、技术需求背景

随着科技的飞速发展，电子产品正朝着智能化、轻薄化和高性能化的方向迈进。特别是 5G 技术的广泛应用，使得手机等移动设备的数据处理能力和通信速度大幅提升，这也导致设备在运行过程中产生的热量急剧增加。

在智能化方面，手机的功能日益丰富，除了基本的通信和娱乐功能外，还集成了人工智能、大数据处理、高清拍摄等多种复杂功能。这些功能的实现依赖于手机内部芯片性能的不断提升，而芯片性能的增强往往伴随着功耗的增加，进而产生更多的热量。例如，人工智能算法的运行需要大量的计算资源，这会使芯片长时间处于高负荷运行状态，导致芯片温度迅速上升。如果不能及时有效地散热，芯片性能将会受到严重影响，甚至可能出现过热保护而导致设备死机或重启，极大地降低用户体验。

5G 技术的发展对手机散热提出了更为严峻的挑战。与 4G 相比，5G 手机的芯片处理能力提升了数倍，功率也相应增加。同时，5G 手机采用了更复杂的天线和射频设计，如 Massive MIMO（大规模多输入多输出）天线技术，要求手机内置至少 8 个天线，每个天线都有自己的功放，这使得手机的功耗大幅增加，发热问题更加突出。此外，5G 手机内部结构设计更为紧凑，机身向非金属化演进，散热空间有限且散热性差，传统的散热技术难以满足其散热需求。

为了确保手机在高性能运行时的稳定性和可靠性，高效的散热技术成为关键。良好的散热不仅能够保证芯片等核心组件的正常工作，延长设备使用寿命，还能提升用户在使用手机过程中的体验，避免因过热导致的屏幕亮度降低、帧率下降等问题。因此，开发高性能的手机散热膜技术迫在眉睫，以适应电子产品智能化和 5G 时代的发展需求。

二、主要散热膜技术特点

石墨散热膜：石墨散热膜分为天然石墨散热膜和人工合成石墨散热膜，天然石墨散热膜由天然石墨制成，具有良好的化学稳定性，在真空条件下不会发生脱气现象，可在 400℃以上的高温环境中继续使用。然而，其存在不能做太薄的问题，一般成品最薄只能做到 0.1MM 厚度，且散热效果相对较差，在手机轻薄化和高性能化的趋势下，市场占有率逐渐降低。人工合成石墨散热膜由聚酰亚胺（PI 膜）经过碳化和石墨化制成，具备诸多优势。它的导热系数在 1000 - 1500W/m.K 之间，在水平方向上，导热系数更是高达 300 - 1900W/（m・K），远高于铜和铝等传统金属散热材料，能够快速将热量传递出去。其比重轻，密度仅为 0.7 - 2.1g/cm³，有利于手机的轻薄化设计。同时，它具有良好的柔韧性，可反复弯曲，能平滑贴附在手机内部任何平面和弯曲的表面，还可根据用途与 PET 等其他膜类材料复合或涂胶，并可裁剪冲压成任意形状，以满足手机内部复杂的结构设计需求。不过，人工石墨散热膜价格相对较高，且在加工过程中存在一些问题，如石墨是挤压成型，做成成品过程要涂胶、覆膜，加工不良率较高，模切过程中边缘容易掉粉，需要做包边处理，导致加工成本增加。

石墨烯散热膜：是以石墨烯为原料，采用多层石墨烯堆叠而成的高定向散热膜。石墨烯是一种由碳原子构成的单层二维晶体材料，具有优异的电学性能、出色的机械性能、极高的导热性。纯的无缺陷的单层石墨烯的导热系数高达 5300W/mK ，是目前为止导热系数最高的碳材料，其导热系数高于单壁碳纳米管（3500W/mK）和多壁碳纳米管（3000W/mK）。石墨烯散热膜继承了石墨烯的高导热特性，在散热性能上相比石墨散热膜有一定提升，能够更快速地将热量传导出去，有效降低手机内部温度。同时，它还具有质量轻、材料薄、柔韧性好等优势，可多次弯折，能适应手机内部复杂的空间结构，为手机的轻薄化设计提供了可能。自 2018 年被华为应用于 Mate 20 系列后，在国内旗舰机、游戏机上逐渐成为主流散热方案之一。然而，目前石墨烯散热膜的制备成本较高，大规模应用仍受到一定限制，主要是因为其制备工艺复杂，对生产设备和技术要求较高，导致生产成本居高不下。

碳纳米管散热膜：由纳米碳（石墨同素异构体）制成，最薄可做到 0.03mm，散热功率可达 1000 - 6000，散热效果显著。碳纳米管是一种新型的纳米材料，具有重量轻、强度高、导热性好等优点。碳纳米管散热膜利用碳纳米管的这些特性，能够快速将手机芯片产生的热量传递到外界，从而有效降低芯片温度。其加工工序简单，只需开模和冲切，加工过程简便，费用低，成本优势明显，在一些对成本较为敏感的中低端手机市场或特定应用场景中具有一定的竞争力。同时，它还具备良好的柔韧性和较高的强度，能够适应手机内部复杂的空间结构。但在市场认知度和应用普及程度上，相较于石墨散热膜还有一定差距，主要是因为其市场推广力度相对较小，消费者和手机制造商对其性能和可靠性的了解还不够深入。

三、技术发展趋势

根据市场调研发现，随着手机功能的不断增加和内部结构的日益复杂，单一的散热膜材料已难以满足手机的散热需求。未来，多种散热组件构成散热模组将成为主流趋势。散热模组通常由石墨散热膜、石墨烯散热膜、碳纳米管散热膜、热管、均热板等多种散热组件组成，通过合理搭配和优化设计，能够充分发挥各组件的优势，实现更高效的散热效果。例如，在一些高端智能手机中，采用了石墨散热膜与均热板相结合的散热模组，石墨散热膜负责将芯片产生的热量快速传递到均热板上，均热板则利用其高效的热传导性能，将热量均匀地分散到整个手机内部，从而有效降低芯片温度，提高手机的性能和稳定性。

为了满足手机对更高散热性能的需求，超厚型或多层复合散热膜的发展也备受关注。超厚型散热膜通过增加散热膜的厚度，提高其热容量和热传导能力，从而实现更高效的散热。多层复合散热膜则是将不同材料的散热膜进行复合，充分发挥各层材料的优势，以达到更好的散热效果。例如，一种由石墨散热膜和石墨烯散热膜复合而成的多层复合散热膜，石墨散热膜具有良好的柔韧性和大面积散热能力，石墨烯散热膜具有超高的导热系数，两者复合后，既能保证散热膜的柔韧性，又能提高其导热性能，满足手机对散热性能和轻薄化的双重要求。

此外，随着纳米技术、材料科学等领域的不断进步，未来手机散热膜技术还可能会出现新的突破。例如，研发具有自调节散热性能的智能散热膜，能够根据手机内部温度的变化自动调整散热功率，实现更加精准和高效的散热；探索新型纳米材料在散热膜中的应用，进一步提高散热膜的性能和降低成本等。