高性能TIM材料の石墨烯散热膜及应用

12月13日，苏州锦富技术股份有限公司发布公告，拟向特定对象发行股票募集资金总额不超过7.38亿元，用于高性能石墨烯散热膜生产基地建设项目及补充流动资金。

公告称，高性能石墨烯散热膜项目建设期24个月，总投资5.87亿元。项目主要包括石墨烯散热膜等生产线的建设，拟通过购置生产厂房的方式实施。该项目建成达产后，公司将每年新增石墨烯散热膜产能400万平方米。经测算，项目投资内部收益率（税后）为17.75%，税后回收期（含建设期）为6.48年。

石墨烯具有卓越的力学特性、热性能、光学特性，下游应用广泛，可应用于消费电子、柔性显示、散热材料等领域，被业界称为“材料之王”。近年来，国家陆续出台多项政策，鼓励石墨烯行业的发展。

公告显示，石墨烯材料是 21 世纪最具革命性的先进材料之 一，公司高性能石墨烯散热膜生产基地建设项目符合国家战略导向。此外，该项目的建设是公司为实现国有资产保值增值，提升公司效益，增强竞争实力的目标，落实公司向上游先进材料延伸布局战略的关键举措，有利于提升公司对消费电子散热膜产品的供应能力，满足下游客户产品市场需求， 持续增强公司盈利能力和市场地位，推动公司产品、技术、资金实力等综合实 力的提升，符合公司发展战略。

公告显示，近年来，消费电子逐步向轻薄化、高性能和多功能方向发展。电子产品的性能越来越强大，而集成度和组装密度不断提高，导致其工作功耗和发热量的增大。据研究，电子元器件因热量集中引起的材料失效占总失效率的 65%- 80%，热管理技术是电子产品考虑的关键因素。此外，5G 时代电子设备上集成的功能逐渐增加并且复杂化，以及设备本身的体积逐渐缩小，对电子设备的热管理技术提出了更高的要求。解决消费电子的散热问题成为 5G 时代电子设备的难点和重点之一。

2018 年 10 月华为在 Mate20 系 列手机中首次采用石墨烯膜作为其主要散热方案，其后石墨烯膜在华为的“Mate 系 列”、“P 系列”及“MatePad 系列”、小米的“xiaomi10”等消费电子产品中得到了越来越多的应用。据华金证券研究所测算，全球手机散热市场有望从 2019 年的 150 亿元增长到 2022 年的 230 亿元，2022 年手机散热行业中 4G 手机能够达到 60 亿元的市场规模，其中 5G 手机散热市场 2022 年达 164 亿元，应用市场广阔。

公告表示，公司“高性能石墨烯散热膜”研发项目已经完成中试，具备规模生产的条件，所产产品具有机械性能好、导热系数高，质量 轻、柔韧性好等特点，可广泛应用于智能手机、平板电脑、无风扇设计笔记本 电脑、LED 照明设备、医疗设备、新能源汽车动力电池等领域。

本产品是国内首创自主研发的高质量二维氮化硼纳米片，成功制备了大面积、厚度可控的二维氮化硼散热膜，具有透电磁波、高导热、高柔性、低介电系数、低介电损耗等多种优异特性,解决了当前我国电子封装及热管理领域面临的“卡脖子”问题，拥有国际先进的热管理TIM解决方案及相关材料生产技术，是国内低维材料技术领域顶尖的创新型高科技产品。

什么是5G?

一

定义

“5G”一词通常用于指代第5代移动网络。5G是继之前的标准（1G、2G、3G、4G 网络）之后的最新全球无线标准，并为数据密集型应用提供更高的带宽。除其他好处外，5G有助于建立一个新的、更强大的网络，该网络能够支持通常被称为 IoT 或“物联网”的设备爆炸式增长的连接——该网络不仅可以连接人们通常使用的端点，还可以连接一系列新设备，包括各种家用物品和机器。

公认的5G优势是：

•具有更高可用性和容量的更可靠的网络

•更高的峰值数据速度（多Gbps）

•超低延迟

与前几代网络不同，5G网络利用在26GHz 至40GHz范围内运行的高频波长（通常称为毫米波）。由于干扰建筑物、树木甚至雨等物体，在这些高频下会遇到传输损耗，因此需要更高功率和更高效的电源。

5G部署最初可能会以增强型移动宽带应用为中心，满足以人为中心的多媒体内容、服务和数据接入需求。增强型移动宽带用例将包括全新的应用领域、性能提升的需求和日益无缝的用户体验，超越现有移动宽带应用所支持的水平。

二

毫米波是关键技术

毫米波通信是未来无线移动通信重要发展方向之一，目前已经在大规模天线技术、低比特量化ADC、低复杂度信道估计技术、功放非线性失真等关键技术上有了明显研究进展。但是随着新一代无线通信对无线宽带通信网络提出新的长距离、高移动、更大传输速率的军用、民用特殊应用场景的需求，针对毫米波无线通信的理论研究与系统设计面临重大挑战，开展面向长距离、高移动毫米波无线宽带系统的基础理论和关键技术研究，已经成为新一代宽带移动通信最具潜力的研究方向之一。

毫米波的优势：毫米波由于其频率高、波长短，具有如下特点：

频谱宽，配合各种多址复用技术的使用可以极大提升信道容量，适用于高速多媒体传输业务；可靠性高，较高的频率使其受干扰很少，能较好抵抗雨水天气的影响，提供稳定的传输信道；方向性好，毫米波受空气中各种悬浮颗粒物的吸收较大，使得传输波束较窄，增大了窃听难度，适合短距离点对点通信；波长极短，所需的天线尺寸很小，易于在较小的空间内集成大规模天线阵。

毫米波的缺点：毫米波也有一个主要缺点，那就是不容易穿过建筑物或者障碍物，并且可以被叶子和雨水吸收，对材料非常敏感。这也是为什么5G网络将会采用小基站的方式来加强传统的蜂窝塔。

什么是TIM热管理?

定义

热管理？顾名思义，就是对“热“进行管理，英文是：Thermal Management。热管理系统广泛应用于国民经济以及国防等各个领域，控制着系统中热的分散、存储与转换。先进的热管理材料构成了热管理系统的物质基础，而热传导率则是所有热管理材料的核心技术指标。

导热率，又称导热系数，反映物质的热传导能力，按傅立叶定律，其定义为单位温度梯度（在1m长度内温度降低1K）在单位时间内经单位导热面所传递的热量。热导率大，表示物体是优良的热导体；而热导率小的是热的不良导体或为热绝缘体。

5G手机以及硬件终端产品的小型化、集成化和多功能化，毫米波穿透力差，电子设备和许多其他高功率系统的性能和可靠性受到散热问题的严重威胁。要解决这个问题，散热材料必须在导热性、厚度、灵活性和坚固性方面获得更好的性能，以匹配散热系统的复杂性和高度集成性。

一

5G时代高功率、高集成、高热量趋势明显，热管理成为智能手机“硬需求”

一代通信技术，一代手机形态，一代热管理方案。通信技术的演进，会持续引发移动互联网应用场景的变革，并推动手机芯片和元器件性能快速提升。但与此同时，电子器件发热量迅速增加，对手机可靠性和移动互联网发展带来了严峻挑战。从4G时代进入5G时代，智能手机芯片性能、数据传输速率、射频模组等都有着巨大提升，无线充电、NFC等功能逐渐成为标配，手机散热压力持续增长。5G手机散热的主流方案，高导热材料、并加速向超薄化、结构简单化和低成本方向发展，技术迭代正在加速进行。未来随着5G终端产品进一步放量，TIM市场增长潜力巨大。

2020年，5G技术迈向全面普及，消费电子产品向高功率、高集成、轻薄化和智能化方向加速发展。由于集成度、功率密度和组装密度等指标持续上升，5G时代电子器件在性能不断提升的同时，工作功耗和发热量急遽升高。据统计，电子器件因热集中引起的材料失效占总失效率的65-80%。为避免过热带来的器件失效，导热硅脂、导热凝胶、石墨导热片、热管和均热板（VC）等技术相继出现、持续演进，散热管理已经成为5G时代电子器件的“硬需求”。

根据EUCNC数据，LTE智能手机功耗主要来源于功率放大器、应用处理器、屏幕和背光、信号收发器和基带处理器。随着消费电子产品向高集成、轻薄化和智能化方向发展，芯片和元器件体积不断缩小，功率密度却在快速增加，智能手机的散热需求成为亟需解决的问题：

（1）芯片性能更高，四核、八核成为主流；

（2）柔性显示、全面屏逐渐普及，2K/4K屏占领高端市场；

（3）内置更多无线功能，例如NFC、GPS、蓝牙和无线充电；

主要导热材料

耐温石墨烯材介の紹介

石墨烯均热膜可广泛运用于应用于手机、智能穿戴、通讯、医疗设备、计算机等高功率、高集成度系统的散热领域。

充满变革性技术创新的时代，带来了无数日常活动的变化。在这样的背景下，随着全新商业模式的涌现，提供商品与服务的旧方式被急剧改变或彻底抛弃，毫米波5G手机产品的设计也面临全新的挑战。