深度报告-20260310-中国银河-新材料——散热材料行业深度报告（二）_AI推升VC和金刚石散热需求_21页_2mb

散热材料行业深度报告总结（AI驱动散热升级）

核心内容

本报告聚焦于AI技术对散热材料行业的影响，重点分析了VC均热板、金刚石合金、热电制冷和液态金属等散热材料在AI手机和高功率AI芯片中的应用前景，同时探讨了国内企业在散热材料领域的竞争力及国产替代的潜力。

主要观点

• VC均热板与石墨膜成为AI手机散热首选：VC均热板通过液相变导热方式，可将散热面积提高5到8倍，成为高性能机型的必选。石墨膜则因其低成本和适配性，适用于中端手机。多家A股公司如苏州天脉、中石科技、飞荣达等在该领域占据重要地位。
• 金刚石合金在高功率AI芯片中具有重要应用前景：随着半导体进入2nm制程，芯片发热强度大幅增加，金刚石因其热导率高达2000-2200 W/(m·K)，是传统硅基散热材料的优秀替代品。CVD多晶金刚石作为高算力时代的散热方案，正逐步进入量产阶段。英伟达下一代GPU已采用“钻石铜复合散热+温水直液冷”方案。
• 热电制冷与液态金属散热适用于高端应用：热电制冷技术无运动部件，具备精准温控和快速响应等优势，适用于AI光模块、医疗、激光、车载等精密温控场景。液态金属（如镓基、铟基、铋基合金）凭借高导热性和宽温域特性，成为AI服务器和新能源汽车等高功率密度设备的关键散热材料。
• 国内企业在散热材料领域具备较强竞争力：尽管散热材料第一梯队主要集中在欧美和日本，但国内企业如中石科技、飞荣达、中瓷电子、三环集团、天岳先进等在TIM、陶瓷基板、液冷材料等领域取得显著进展，国产替代空间广阔。
• 市场需求与技术进步推动行业增长：预计2028年全球金刚石散热市场规模将达172-483亿元，热管理材料市场规模持续扩大，行业前景乐观。

关键信息

散热材料产业链结构

• 上游原材料：包括高纯陶瓷粉体（如AlN、BN、SiC、金刚石）、碳基材料（如石墨烯、CNT、石墨）、金属原料（如铜、铝、铜合金）和液冷工质（如氟化液、合成酯、水基液）。
• 中游器件制造：主要产品包括热界面材料(TIM)、散热结构件（如热管、VC均热板）、散热基板（如DBC/AMB陶瓷基板）和液冷核心部件（如CDU、管路、接头、密封件）。
• 下游应用：包括AI服务器、新能源汽车、消费电子、通信/工业/光伏/储能等领域，需求牵引技术路线的发展。

VC均热板市场数据

• 全球均热板市场规模预计从2024年的9.34亿美元增长至2031年的15.95亿美元，年复合增长率约为8.1%。
• 苹果、华为、小米、OPPO、三星等旗舰手机均采用VC均热板作为主要散热方案。

金刚石合金应用与制造

• 金刚石热导率约为铜的5倍，是高功率AI芯片散热的优选材料。
• 全球半导体产业进入2nm制程阶段，芯片热流密度与发热强度显著提升，金刚石合金成为必要解决方案。
• 中国是全球金刚石单晶生产大国，产量占全球90%以上，河南占据80%的市场份额，主要企业包括中南钻石、黄河旋风、郑州华晶、力量钻石等。
• 金刚石/铜复合材料热导率可达950 W/(m·K)，远超传统材料（约200 W/(m·K)）。
• 金刚石在合金中体积占比为65%时热导率最高，但需控制粒径和界面热阻以优化性能。

热电制冷与液态金属

• 热电制冷基于帕尔帖效应，实现无运动部件、双向制冷/制热，适用于精密温控场景。
• 液态金属（如镓基、铟基、铋基合金）导热系数为15-73 W/(m·K)，是传统硅脂的5-10倍，适用于高功率密度散热。

投资建议

• 散热材料第一梯队企业主要来自欧美和日本，国内企业在TIM、陶瓷基板、液冷材料领域具备替代潜力。
• VC均热板和石墨膜在AI手机中获得大规模应用，金刚石合金在高功率AI芯片中推广潜力巨大。
• 飞荣达、中石科技、苏州天脉、思泉新材等A股公司是热管理材料的主要供应商，有望受益于AI发展带来的散热需求增长。

风险提示

• 高端芯片需求及量产不及预期：若高端芯片发展受阻，将影响散热材料需求。
• 应收账款回收不及预期：可能影响企业现金流和业绩。
• AI发展不及预期：若AI商业化进程缓慢，将对整个产业链造成影响。

行业前景

• 随着AI技术的快速发展，对散热材料的需求将显著增加。
• 国内企业正通过技术创新和产业升级，逐步缩小与外资企业的差距，推动国产替代进程。
• 未来，VC均热板、金刚石合金、热电制冷和液态金属等高端散热材料将占据更大市场份额，带动整个散热材料行业增长。

图表与数据来源

• 图1：石墨、铜、铝的导热系数及石墨晶体结构
• 图2：散热材料产业链
• 图3：VC均热板工作原理图
• 图4：热管工作原理图
• 图5：全球均热板市场规模及复合增速
• 图6：华为Mate 60 Pro配置的微泵液冷壳
• 图7：2024年国内可比上市公司热管理材料业务收入及占比
• 图8：苏州天脉主营散热产品
• 图9：飞荣达热管理主营产品
• 图10：中石科技主营散热解决方案
• 图11：思泉新材主营散热材料
• 图12：金刚石在合金中的体积占比对导热性能的影响
• 图13：典型金刚石/Cu复合材料的热导率
• 图14：力量钻石主营业务
• 图15：中兵红箭超硬材料业务
• 图16：片上热电冷却器原理、结构及应用示意图
• 图17：铋液态金属在航天散热领域的实验装置

企业对比表

结论

AI技术的发展推动了散热材料行业的快速升级，VC均热板和金刚石合金成为关键散热方案。国内企业通过技术突破和产业链完善，正在逐步替代外资企业在中低端市场的主导地位，同时在高端市场也展现出强劲竞争力。未来，随着AI芯片功率密度的提升和散热需求的增长，散热材料行业将迎来更大发展空间，尤其是金刚石合金和液态金属等高端材料。