当温度已成性能制约时，电子设备散热市场需求剧增

热处理功耗不断上升，散热需求凸显：从IntelPentium 4到Intel Core i9-7980XE，10年间芯片热处理功耗由57.8W上升到165W。但芯片要求的工作温度却没有显著上升，试验已经证明，电子元器件温度每升高2℃，可靠性下降10%；温升50℃时的寿命只有温升25℃时的1/6，因此伴随着更高的热处理功耗系统需要更强的散热能力来配合。

散热方法多种多样，各方法侧重不同：根据傅里叶传热定律单位时间内热量的传递与温差成正比，各个厂商在制定散热方案时主要原理分为两类：一、降低环境温度；二、降低热阻。降低环境温度适用于固定设施，如数据中心等。对于大多数电子设备，各厂商的散热方案主要以降低结温与环境温度之间的热阻为主。

导热材料具有超额增速，石墨材料空间巨大：全球热管理产品市场规模2021年将提高至147亿美元，2016-2021年期间年复合增长率为5.6%。期间热界面材料（导热材料）复合增长率为12.0%。远远高于行业平均增速，石墨以及优异的材料特性成为目前主流的导热材料。

消费电子整体放缓，石墨材料存在结构性机会： 2017年全球智能手机销量为14.62亿部，比上年减少0.5％，首次下降。但受全面屏、超级本以及汽车电子拉动，细分领域石墨导热产品依然具有成长性。我们预测全面屏手机会带来10%的单机石墨导热产品增量；高端笔记本每年会带来超过2亿元的市场增量；汽车电子能够贡献1%的市场增速。

风险提示：材料技术替代、新进入者增多毛利下降等  

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处理功率上升，散热需求凸显

热处理功耗不断上升，散热问题日益凸显：以Intel 2000-2018年发布的芯片为例，我们可以看到芯片的发展趋势呈现由低频向高频、由单核向多核的发展方向，与此同时也伴随着热设计功耗的上升，由最开始的58W，上升到165W。热设计功耗代表CPU在满负荷(CPU 利用率为100%的理论上)可能会达到的最高散热热量，散热器必须保证在处理器热设计功耗最大的时候，处理器的温度仍然在设计范围之内。试验已经证明，电子元器件温度每升高2℃，可靠性下降10%；温升50℃时的寿命只有温升25℃时的1/6。热设计功耗的上升对散热方案提出了更高的要求。

　　提升传导、对流和辐射速度为芯片散热的主要手段：传导、对流和辐射为热传递的三种主要方式，图表1所示为典型的芯片散热结构示意。图中芯片产生的热量主要传给芯片外封装，由芯片的外封装通过散热片胶传到散热片上，再由散热片传到环境中。除此之外，有一小部分热量经过芯片衬底传导到芯片的焊锡球上，再经由PCB把热量散步到环境中。由于这部分热量所占的比例比较小，所以在下面讨论芯片封装和散热片的热阻时就忽略了这一部分。为了便于分析，我们引入热阻的概念：热阻是描述物体导热的能力，热阻越小，导热性越好，反之越差，与电阻较为相似。我们将图表1的散热模型简化为图表2所示的热阻模型， TJ（结温）代表芯片表面的温度，其中θJC由封转技术和材料决定芯片厂商在芯片设计过程中已经考虑，对于应用厂商而言TA、θCS和θSA成为重点关注对象。

　　以热传定律为基础，散热方案分为降低环境温度和热阻两类：图表1中导热模型达到热平衡后，其热传导遵循傅里叶热传定律，具体可表达为：Q=K·A·（T2-T1）/L，式中：Q为传导热量（W）；K为导热系数（W/m℃）；A 为传热面积（m2）；L为导热长度（m）。(T1-T2)为温度差。根据傅里叶传热定律单位时间内热量的传递与温差成正比，各个厂商在制定散热方案时主要原理分为两类：一、降低环境温度；二、降低热阻，而降低热阻又包含降低导热片胶热阻和降低散热器热阻。

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散热方法多种多样，各方法侧重点不同

降低环境温度简单有效，适用于数据中心等固定设施：降低使用环境温度能够增大结温与环境温度的温差，帮助结温更快下降。降低使用环境温度的方法一般有两个，一是使用空调降低电子设备工作温度，这也是大多数数据中心的主流做法，但是这会带来巨额的电费开支，根据国内相关数据中心数据，空调电费占整个数据中心电费成本的40%，而后者则占到整个数据中心运营成本的70%；其次是将工作设备放置于自然温度比较低的地域，例如Facebook将数据中心建设在冰岛，微软计划将数据中心建在海底，这样做可以显著节约电费开支，但会在数据传输和设备维护上增加部分难度。

降低热阻更为普适，为主流电子产品散热手段：在电子设备使用过程中大多数情况下我们并无法选择使用环境的温度，因此降低结温与环境温度之间的热阻成为唯一的办法。由傅里叶传热定律可以得到，传热量与材料的热导率和接触面积成正比，因此降低热阻的主要方法有两种：一种是更换导热率更高的材料，例如由风冷到水冷再到相变冷却其遵循的就是这个原理；另一个是增大接触面积，如引入导热胶、采用栅型散热器等。          

微槽群复合组变技术优势明显，适用大功率电子器件：微槽群复合组变技术是散热技术的集大成者，其采用微槽技术来增大取热面积，通过相变材料来提高热导率，其导热能力是铝基板的10000倍。微槽群复合组变技术巧妙利用大功率电力电子器件发热的能量使取热介质蒸发产生动能和势能，蒸气流动到冷凝器放热冷凝成液体，借助取热器微槽群的毛细力和液体重力回流到与大功率电力电子器件紧贴的取热器，从而实现无外加动力的闭式散热循环，因此具有无功耗冷却、成本低、环保等特点。

导热胶片挤压空气提高接触面积，适用于各类电子设备：由于散热器底面与芯片表面之间会存在很多沟壑或空隙，其中都是空气。由于空气是热的不良导体，所以空气间隙会严重影响散热效率，使散热器的性能大打折扣，甚至无法发挥作用。为了减小芯片和散热器之间的空隙，增大接触面积，必须使用导热性能好的导热材料来填充，如导热胶带、导热垫片、导热硅酯、导热黏合剂等。导热胶片是良好的中间衔接材料，普遍应用于各类电子设备。

石墨热导率最高可达1900W/mK，是优质导热材料，成为消费电子设备主流导热产品：过去消费电子产品的散热，主要利用铜质和铝制材料直接散热，或者配合硅胶、风扇及流液形成散热系统。在消费电子向超薄化、智能化和多功能化的发展趋势下，产品内部空间越来越狭小，仅靠利用铜质、铝制材料配合硅胶等设计出的散热通道已经很难满足需求。石墨具有耐高温、热膨胀系数小、良好的导热导电性、化学性能稳定、可塑性大的特点。石墨独特的晶体结构，使其热量传输主要集中在两个方向：X-Y轴和Z轴。其X-Y轴的导热系数为300~1,900W/(m?K)，而铜和铝在X-Y方向的导热系数仅为200~400W/(m?K)之间，因此石墨具有更好的热传导效率，可以更快将热量传递出去。其次，从比热容的角度看，石墨的比热容与铝相当，约为铜的2倍，这意味着吸收同样的热量后，石墨温度升高仅为铜的一半。良好的导热系数与相对较大的比热容决定石墨是较为优质的导热材料，目前已广泛应用与各类移动设备。

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处导热材料具有超额增速，石墨导热机会显著

     热管理市场空间超百亿美元，热界面材料增速超10%：根据BCC Research 2016年的报告，全球热管理产品市场规模将从2015年的107亿美元提高至2016年的将近112亿，2021年将提高至147亿美元，2016-2021年期间年复合增长率为5.6%。根据Credence Research数据全球热界面材料（导热材料）市场规模从2015年7.74亿美元，预计将提高至2022年的17.11亿美元，2015-2022年期间年复合增长率为12.0%，远高于行业平均增速。从导热材料应用来看，主要下游包括手机、平板、电脑、通讯设备和汽车等领域，而在各应用领域中目前以主要以石墨产品为主。

　　智能机出货量增速放缓，全面屏拉动单机导热材料面积增长超10%：根据IDC数据，2017年全球智能手机总出货量为14.62亿部，比上年减少0.5％；IDC预计2018年将重回增长，2017-2022年间的年复合增长率则会有2.8％，相比于过去十年复合28.7%的增速相比大幅下降，全球智能手机依靠数量大幅增长的红利期已经过去，智能手机进入存量技术升级的时代。2017年下半年全面屏手机爆发，全年渗透率8.7%，根据WitsView数据全面屏手机渗透率在未来4年快速攀升，并在2022年达到92.1%。手机屏幕从16:9升级到18:9屏幕面积增加12.5%，升级到19.5:9则增加超过20%。我们预计相比于普通手机全面屏手机对石墨导热膜的单机需求会增加超过10%，成为拉动石墨导热膜增速的重要支撑。                      

　　笔记本整体出货量持续下降，高端本复合增速18%，贡献石墨增量超2亿元：2015年3月10日，苹果发布新款笔记本电脑MacBook，采用全新设计的散热方式，在主板下方放置一整片高导热石墨膜，取代原有的风扇加硅胶，开创了超级笔记本散热新时代。虽然全球PC出货量近年持续下滑，但是高端机型却在增长。但根据Gartner数据，全球高端PC（包括windows 10以上机型及苹果Macbook Air）出货量将会由2017年的6100万台增长至2019年的8500万台，未来两年复合增速18%。高端笔记本往往更加轻薄，而且呈现出去风扇的趋势，对高端石墨片的需求有比较好的刺激。根据我们测算，由高端笔记本增长带来的石墨片增量市场超过2亿元。                          汽车电子增速5.55%，石墨可同时解决散热和电磁屏蔽问题：相比于普通电子设备，汽车内的电磁环境更为复杂，也因此对汽车电子相关芯片的稳定性有更高的要求。具有良好的导热性和电磁屏蔽效果，其应用到汽车内可以有效的解决芯片发热和电磁屏蔽问题。根据HIS数据，未来2017-2022年全球汽车电子复合增速5.55%，我们测算，每年由汽车电子市场增长为石墨片销售带来超过1%的增长。此外，近年新能源汽车快速发展，与普通汽车相比新能源汽车应用了大量的功率器件，对散热的需求大幅提升。根据GGII数据，未来4年新能源汽车销量复合增速超过25%，增速较快，是细分散热市场不可忽略的部分。

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