界面导热材料广泛应用于导冷式散热结构，如芯片与导热凸台之间、模块与散热器之间、模块与金属壳体之间等。界面之间选取不同的材料，对发热器件的散热有着很大影响，尤其随着电子产品热功耗越来越大，对界面材料的导热性能的要求也越高。

　　如导热膏、弹性导热布、相变型导热胶、导热凝胶、导热黏胶及导热带等是依据导热产品的应用特性进行分类，而当前新型界面导热材料的种类不断涌现，市场上缺乏从材料类型出发的较为系统的应用及性能特点分析，今天小编就带大家了解一下铟基合金、液态金属、石墨烯、碳纤维四种界面材料各自的综合性能。

　　这是一种由银白色铟金属制成的热界面材料，铟是一种散热效能极高的金属材料，热传导率能达到80W/ (m·K)以上，通过在铟基合金片材上压制凹凸花纹以填充界面间隙，同时利用铟基合金的高导热系数，降低界面热阻。该材料还具有极佳的延展性可以极大改善接触热阻，可实现随客户开发产品的高密度、随热源的形状灵活定制产品。导热垫片是柔软的金属垫片，如果接触面两端有一定的压力，能够很好的把铟基导热垫片夹在中间，可实现更佳的散热效能。

　　这种类型的导热垫片在热界面材料中属于高级导热界面材料，一般用于航天工业、军事工业、太阳能等新兴行业中有散热应用的部件，例如浸没式水冷服务器的CPU、GPU、激光器、雷达功率放大器等场合。

　　与最常见的导热材料之一——硅脂相比，目前最高导热系数的硅脂也仅能达到11W/m·K，而液态金属导热剂的导热系数能够达到73W/m·K，是传统硅脂的数倍。因此液态金属可以更快、更有效地传导出更多的热量。

　　由于液态金属导热剂一般采用镓金属合金构成，镓金属合金熔点低，在常温下显液态，所以能够更好地渗透到CPU和散热模组之间的缝隙中达到更好的填充效果，迅速将CPU产生的热量传导至散热模组，从而有效控制机身温度。同时，液态金属还具有更高的沸点，而传统硅脂具有挥发度，使用一段时间后会固化，所以液态金属导热剂耐用性更强。

　　在民用之前，液态金属导热剂常用与高能量密度的界面，比如舰载激光炮，激光切割器，又或者在核电站里作为换热液体。如今液态金属在电脑等常用的电子产品中已开始受到重视，主要应用于浸没式水冷服务器的CPU、GPU，功率电源模块与散热器件等高功率设备之间。

　　自2018年华为Mate 20X手机率先使用石墨烯膜散热技术后，国内主流手机厂商纷纷在旗舰机型中使用石墨烯膜，与市场其他同类散热材料相比，石墨烯导热膜具有机械性能好、导热系数高，质量轻、材料薄、柔韧性好等特点。石墨烯导热膜兼具高热导率（1000~1200W/mK）和高厚度（100~300μm），此外，它的横向扩热能力是人工石墨膜的4倍以上，各方面性能更强，也可依据需求定制厚度。

　　目前主要应用于5G类消费电子产品，如智能手机、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。

　　这种产品是利用碳纤维的取向高导热性，在聚合物基体中添加碳纤维填料，制成导热垫片，可颠覆传统的芯片散热解决方案。

　　碳纤维作为填料在聚合物基体中有良好的分散性能，并且填充工艺性好，不会引起体系粘稠度过高、弹性低、力学性能差等问题。同时，填充到高分子基体中时可以通过流场、电场、磁场等方式进行阵列定向，在特定方向达到极好的导热效果。当填料达到一定含量后，相同填料比例，取向性好的情况下导热系数是填料无序排列时导热系数的3倍以上。

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　　图表192014-2023年我国宽度小于等于20cm的胶囊型反光膜进出口平均单价走势图单位：美元/千克

　　据麦姆斯咨询介绍，英国知名研究公司IDTechEx在这份最新发布的报告中对电动汽车、数据中心、EMI屏蔽、5G、汽车高级驾驶辅助系统（ADAS）以及消费电子产品中应用的热界面材料（TIM）进行了深入的技术分析，并按应用细分分别从TIM材料面积、销售质量、营收和单价等角度提供了2023年~2033年的10年期市场预测。本报告涵盖了高性能TIM的最新进展、成功的商业用例、未来趋势以及具有重要历史意义的并购/合作关系。

　　TIM通常用于改善表面之间的热传递，例如热源（计算机处理器等）和散热器（金属散热器或其他冷却系统）。从电动汽车电池、数据中心服务器到智能手机和笔记本电脑、5G基站以及汽车ADAS电子设备，TIM已经获得了广泛应用。

　　随着这些新兴技术和应用的快速增长，预计未来10年TIM市场的复合年增长率（CAGR）将达到21%。TIM可以填充表面之间的小间隙或缺陷，降低热阻并提高传热效率。

　　TIM存在多种形式，包括糊剂、衬垫、液体、薄膜等。TIM通常由聚合物基质中的高导热填料组成。一些常见的基质包括硅脂、聚氨酯、丙烯酸等。每种类型的TIM都有其优点和缺点，特定应用的TIM最佳选择取决于成本、导热性、易用性和耐久性等因素。

　　TIM已被广泛应用于消费电子、电动汽车、数据中心、5G和汽车ADAS等许多行业。然而，随着这些领域的快速发展和功率密度的增加，TIM在平衡成本、导热性和其他物理特性方面提出了更大的挑战。同时，目标应用也出现了关键的设计转变，例如电动汽车电池的集成度更高，数据中心趋向于更高功率，这些趋势预计将推动TIM市场变革。

　　IDTechEx在这份报告中深入调研了TIM的形式、填充材料和基质材料，对市场上的商业化产品进行了对比分析，详细介绍了最新的高性能材料及其商业化案例，并根据主要TIM供应商的合作和并购探讨了市场趋势。报告分别分析了TIM在电动汽车电池、数据中心、5G基础设施、消费电子产品（智能手机、平板电脑和笔记本电脑）、EMI屏蔽和汽车ADAS电子产品（如激光雷达、摄像头等）等高增长领域的应用、关键驱动因素和需求。此外，报告还预测了电动汽车电池、数据中心、消费电子产品、汽车ADAS电子产品和5G基础设施应用的TIM价格趋势。

　　目前，电动汽车电池是TIM的最大目标应用。随着电动汽车的日益普及，市场需求迅速增长，预计未来10年这一趋势仍将持续。电池作为电动汽车的核心技术之一，也正在经历快速变化。电动汽车续航里程不断增加，电池能量密度越来越高，重量越来越轻，充电速度越来越快，消防安全的要求也越来越高，所有这些都需要高效的热管理和TIM材料支持。

　　在电动汽车电池中，TIM的选择高度依赖于电芯格式、热管理策略和电池组设计。本报告对电动汽车电池设计进行了广泛的研究，涵盖了从模块化设计到cell-to-pack设计的过渡，并分析了其对能量密度和TIM形式的影响。本报告按TIM形式和电动汽车车型，分别提供了未来10年的TIM材料面积、销售质量和营收预测。

　　随着数据中心变得更加强大和密集，其组件的散热挑战越来越高。如果散热不当，可能会导致性能下降、寿命缩短，甚至硬件故障，从而引发重大技术问题。

　　本报告对数据中心组件进行了广泛研究，分析了商用服务器主板、线卡、交换机/和电源中使用的TIM，并提供了大量案例研究。报告分析了数据中心中关键组件应用的TIM需求，提供了10年期市场预测。

　　随着自动驾驶需求的增加，汽车ADAS越来越受欢迎。ADAS利用各种传感器、摄像头和处理器等电子组件收集并处理数据，然后帮助车辆做出决策。这些部件在运行过程中会产生热量，随着设计的致密化，散热将成为更大的挑战。

　　如果热管理不当，可能会损坏部件，进而影响传感器的性能。本报告详细分析了汽车ADAS中激光雷达、摄像头、雷达和计算芯片的TIM需求，比较研究了市场上的商业案例，提供了细分的10年期TIM市场预测。

　　EMI屏蔽在汽车ADAS雷达、5G天线和智能手机等许多应用中发挥着关键作用，其中5G应用极具前景。与4G相比，5G使用更高的频率和更短的波长。更高的频率，加上天线和相关电子器件的尺寸缩小，从而导致更大的散热挑战。此外，由于传输距离短，需要在本地部署大量5G基站。

　　由于更短的波长允许能量通过屏蔽层中的间隙逸出，因此EMI屏蔽措施的效果会随着频率的升高而降低，从而使5G对EMI屏蔽提出了更高挑战。为了缓解这一问题，本报告分析了几种既能提供EMI屏蔽又能提供高热传导率的EMI TIM。与传统的板级屏蔽（BLS）不同，屏蔽内部和外部都有一层TIM，可以直接在芯片上使用单层TIM和EMI吸收器与散热器接触，这不仅提高了整体散热性能，还降低了制造复杂性。

　　5G基础设施中的组件密度和功耗需求持续增加，加上技术转型，为TIM带来了巨大的市场。本报告重点介绍并讨论了5G基础设施中的热管理和电磁干扰挑战，分析了当前设计的解决方案（以产品逆向或用例分析的形式）及未来设计趋势，并对基站规模和频率进行了详细的市场预测。

　　除了以上研究主题，IDTechEx在这份报告中还覆盖了智能手机、平板电脑和笔记本电脑等许多其他快速增长的TIM市场。此外，报告还分析了碳基填料（石墨烯、石墨、碳纳米管等）和金属基填料（镓、铟等）各种高性能TIM的价格和热导率，以全面分析高性能TIM的未来趋势。

　　若需要《热界面材料（TIM）技术及市场-2023版》报告样刊，请发E-mail：wangyi#（#换成@）。