THỊ TRƯỜNG VẬT LIỆU GRAPHITE TĂNG TRƯỞNG NHANH CHÓNG

Ttấm than chì nhiệt có đặc tính vật lý tuyệt vời và đã trở thành sự lựa chọn tốt nhất về vật liệu tản nhiệt cho các sản phẩm điện tử.Với tần số cao và tốc độ cao của các thiết bị điện tử cũng như mật độ và sự thu nhỏ của các mạch tích hợp, sự tiến bộ của công nghệ MEMS (Hệ thống cơ điện vi mô), các linh kiện điện tử, tổng mật độ năng lượng của thiết bị đã tăng lên đáng kể trong khi kích thước vật lý ngày càng trở nên lớn hơn. ngày càng nhỏ hơn và mật độ dòng nhiệt cũng tăng lên.Các thử nghiệm đã chỉ ra rằng cứ tăng nhiệt độ của các linh kiện điện tử lên 2 ° C thì độ tin cậy sẽ giảm 10%;Tuổi thọ sử dụng chỉ bằng 1/6 mức tăng nhiệt độ 25 ℃.Theo truyền thống, độ dẫn nhiệt cao của vật liệu đồng và nhôm sẽ trực tiếp tản nhiệt hoặc khó đáp ứng nhu cầu hiện có với silica gel, quạt và làm mát bằng chất lỏng.Vật liệu than chì có độ dẫn nhiệt cao, đặc tính dị hướng, mật độ thấp và khối lượng nhỏ, giúp giảm đáng kể chi phí, là vật liệu tản nhiệt tốt nhất hiện nay.

Quy mô thị trường của vật liệu than chì nhiệt đang tăng lên nhanh chóng.Theo xu hướng phát triển của thiết bị điện tử tiêu dùng siêu mỏng, thông minh và đa chức năng, tỷ lệ than chì cho các ứng dụng nhiệt như điện thoại di động đang tăng lên nhanh chóng.Theo dữ liệu từ Credence Research, quy mô thị trường vật liệu giao diện nhiệt toàn cầu năm 2015 là 774 triệu USD, dự kiến ​​sẽ tăng lên 1,711 tỷ USD vào năm 2022, với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm là 12,0% trong giai đoạn 2015-2022.Chúng tôi ước tính rằng quy mô thị trường tiềm năng của vật liệu dẫn nhiệt than chì là 8,264 tỷ RMB (chỉ đo điện thoại thông minh và máy tính bảng) (Máy tính xách tay, máy tính xách tay và thiết bị đeo được). Sự tăng trưởng trong tương lai của thị trường làm mát than chì sẽ chủ yếu dựa vào các lĩnh vực ứng dụng mới , đặc biệt là trong điện tử ô tô, 5G và các lĩnh vực khác cũng như hệ thống chiếu sáng LED công suất cao khác, mạch , vũ khí laser, v.v. Ngoài ra còn có nhu cầu làm mát trong các lĩnh vực như hệ thống tích hợp cao.

Tổng mật độ năng lượng của các linh kiện điện tử đã tăng lên đáng kể và nhu cầu tản nhiệt tăng vọt

Sản phẩm điện tử sinh ra nhiệt trong quá trình hoạt động, điều này sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất và độ tin cậy của sản phẩm điện tử.Với tần số cao và tốc độ cao của các thiết bị điện tử cũng như mật độ và sự thu nhỏ của các mạch tích hợp, công nghệ MEMS (Hệ thống cơ điện vi mô) Với sự tiến bộ, tổng mật độ năng lượng của các linh kiện điện tử đã tăng lên đáng kể, nhưng kích thước vật lý ngày càng nhỏ hơn. và nhỏ hơn, đồng thời mật độ dòng nhiệt cũng tăng lên.Các thử nghiệm đã chỉ ra rằng cứ tăng nhiệt độ của các linh kiện điện tử lên 2 ° C thì độ tin cậy sẽ giảm 10%;nhiệt độ tăng, tuổi thọ ở 50 ° C chỉ bằng 1/6 mức tăng nhiệt độ ở 25 ° C. Môi trường nhiệt độ cao ảnh hưởng đến hiệu suất của các linh kiện điện tử, đòi hỏi phải kiểm soát nhiệt hiệu quả hơn và vật liệu dẫn nhiệt chủ yếu được sử dụng để giải quyết sức nóng của thiết bị điện tử.Vấn đề quản lý.

Dẫn nhiệt, đối lưu và bức xạ là ba cách truyền nhiệt cơ bản.Trong quá trình truyền nhiệt, tùy theo cấu trúc của tản nhiệt mà quá trình truyền nhiệt được kết hợp với dẫn nhiệt, đối lưu và bức xạ.Nguyên lý tản nhiệt trong các sản phẩm điện tử là thông qua giao diện nhiệt.Vật liệu lấy nhiệt từ thiết bị sinh nhiệt đến tản nhiệt, cuối cùng tản nhiệt ra môi trường bên ngoài, làm giảm nhiệt độ của sản phẩm điện tử.

Thu nhỏ các sản phẩm điện tử, than chì nhiệt trở thành sự lựa chọn tốt nhất

Các phương pháp tản nhiệt truyền thống khó đáp ứng được nhu cầu hiện tại.Vấn đề tản nhiệt luôn là điểm nóng và điểm khó trong ngành điện tử tiêu dùng.Vật liệu dẫn nhiệt chủ yếu được sử dụng giữa các giao diện nhiệt của hệ thống.Vật liệu giao diện nhiệt thay thế không khí không truyền nhiệt, giúp giảm điện trở nhiệt qua giao diện nhiệt và cải thiện hiệu suất tản nhiệt của các thành phần bán dẫn.Ngành này còn được gọi là 'vật liệu giao diện nhiệt'.Trước đây, tản nhiệt của các sản phẩm điện tử tiêu dùng chủ yếu sử dụng đồng và nhôm.Độ dẫn nhiệt cao của vật liệu sản xuất sẽ trực tiếp tản nhiệt hoặc kết hợp với silica gel, quạt và chất lỏng để tạo thành hệ thống tản nhiệt giúp lấy đi nhiệt lượng tỏa ra từ thiết bị.

Theo xu hướng phát triển của điện tử tiêu dùng theo hướng siêu mỏng, thông minh và đa chức năng, bên trong của sản phẩm ngày càng bị thu hẹp, chỉ sử dụng vật liệu đồng, nhôm và silica gel khó có thể đáp ứng đủ nhu cầu.Than chì nhiệt có tác dụng tản nhiệt tuyệt vời và chi phí tăng thêm đang giảm.Chúng tôi nghĩ rằng tấm than chì nhiệt đã trở thành sự lựa chọn tốt nhất cho vật liệu tản nhiệt của các sản phẩm điện tử.

Thu nhỏ và công suất cao của linh kiện điện tử

Lấy chip Intel làm đại diện, chúng ta có thể thấy xu hướng phát triển chip là từ đơn lõi đến đa lõi, tần số thấp đến tần số cao, công suất thiết kế nhiệt thấp đến công suất thiết kế nhiệt cao.Công suất thiết kế nhiệt chung chủ yếu được sử dụng trong CPU, các chức năng thiết kế nhiệt của CPU. Giá trị tiêu thụ tương ứng với mức tản nhiệt tối đa mà phiên bản cuối cùng của dòng CPU có thể đạt được khi đầy tải (về lý thuyết, mức sử dụng CPU là 100%).Tản nhiệt phải đảm bảo nhiệt độ bộ xử lý vẫn nằm trong phạm vi thiết kế khi TDP của bộ xử lý ở mức tối đa.

Máy tính xách tay và điện thoại thông minh đang trở nên nhẹ hơn và mỏng hơn.Người tiêu dùng thích các sản phẩm mỏng hơn và nhẹ hơn, và chúng ta có thể thấy rằng tỷ lệ máy tính xách tay mỏng và nhẹ không ngừng tăng lên, và điện thoại thông minh ngày càng mỏng hơn.Với các mạch tích hợp, chip và linh kiện điện tử ngày càng bị thu hẹp về kích thước nhưng mật độ năng lượng của chúng lại tăng lên nhanh chóng và tản nhiệt đã trở thành một vấn đề cấp bách đối với các thiết bị điện tử.

Hiệu suất than chì tuyệt vời

Màng than chì nhiệt còn được gọi là màng than chì nhiệt, tấm than chì nhiệt, màng nhiệt than chì, v.v. Đây là một loại vật liệu nhiệt mới, có tính dẫn nhiệt cao, dị hướng, mật độ thấp và thể tích nhỏ.Nó có hạt độc đáo.Định hướng, dẫn nhiệt đồng đều theo cả hai hướng và độ dẫn nhiệt cao, được làm bằng màng polymer than chì có tính định hướng cao.Cấu trúc lớp giống như tấm có thể thích ứng tốt với mọi bề mặt, che chắn các nguồn nhiệt và linh kiện đồng thời cải thiện hiệu suất của các sản phẩm tiêu dùng của thiết bị điện tử.

Nghiên cứu cho thấy tinh thể than chì có cấu trúc mạng phẳng hình lục giác, có đặc tính chịu nhiệt độ cao, hệ số giãn nở nhiệt nhỏ, dẫn nhiệt tốt, tính chất hóa học ổn định và độ dẻo lớn.Cấu trúc tinh thể độc đáo của than chì làm cho sự truyền nhiệt của nó chủ yếu tập trung theo hai hướng: trục XY và trục Z.Độ dẫn nhiệt của trục XY của nó là 300 ~ 1.900W/(m · K), trong khi độ dẫn nhiệt của đồng và nhôm theo hướng XY chỉ nằm trong khoảng 200 ~ 400W/(m · K) nên Graphite có khả năng dẫn nhiệt tốt hơn hiệu quả và có thể truyền nhiệt nhanh hơn.Đồng thời, độ dẫn nhiệt của than chì ở trục Z chỉ từ 5 ~ 20W / (m · K), gần như đóng vai trò cách nhiệt.Vì vậy, than chì có tác dụng ngâm tốt có thể ngăn chặn hiệu quả hiện tượng quá nhiệt cục bộ của các sản phẩm điện tử.Từ góc độ nhiệt dung riêng, nhiệt dung riêng của than chì tương đương với nhôm, gấp khoảng 2 lần so với đồng, nghĩa là sau khi hấp thụ cùng một lượng nhiệt, nhiệt độ của than chì chỉ tăng lên bằng đồng.Do đặc tính vượt trội về tính dẫn nhiệt, than chì có thể thay thế các tản nhiệt bằng nhôm hoặc đồng truyền thống và trở thành vật liệu tuyệt vời cho các giải pháp tản nhiệt.

Theo xu hướng phát triển của điện tử tiêu dùng theo hướng siêu mỏng, thông minh và đa chức năng, bên trong của sản phẩm ngày càng bị thu hẹp, chỉ sử dụng vật liệu đồng, nhôm và silica gel khó có thể đáp ứng đủ nhu cầu.Cấu trúc tinh thể đặc biệt của than chì làm cho độ dẫn nhiệt của nó chủ yếu tập trung theo hướng ngang (mặt phẳng ab) và theo hướng thẳng đứng của tinh thể than chì, than chì có độ dẫn nhiệt thấp và đặc tính cách nhiệt tốt, do đó tinh thể than chì có độ dẫn nhiệt ngang tốt và sức cản dọc.Hiệu ứng nhiệt là một môi trường dẫn nhiệt tốt.So với các vật liệu khác, than chì có tính dẫn nhiệt tuyệt vời.Vì than chì có tính dẫn nhiệt tốt và có thể truyền nhiệt nhanh nên nó thường được sử dụng làm thiết bị dẫn nhiệt trong hệ thống làm mát của các sản phẩm điện tử.Điện thoại di động cấp thấp thường sử dụng mỡ silicon để tản nhiệt.Có một lợi thế về giá.Một chiếc điện thoại di động có giá khoảng 0,32 RMB nhưng độ dẫn nhiệt của nó thấp, phù hợp với những khách hàng nhạy cảm về giá.Máy từ trung cấp đến cao cấp chủ yếu sử dụng than chì nhiệt, giá thành mỗi chiếc điện thoại di động khoảng 3,3 Nhân dân tệ, so với điện thoại di động cấp thấp, chi phí sử dụng gấp 10 lần.

Một trong những vấn đề cốt lõi trong sự phát triển của ngành điện tử tiêu dùng là làm thế nào để giảm nhiệt độ đỉnh điểm của linh kiện điện tử.Cách chính để tăng hiệu quả tản nhiệt của màng tản nhiệt than chì: Nhiệt được truyền nhanh đến khung và khung thông qua mặt phẳng;bề mặt tăng cường hiệu ứng bức xạ hồng ngoại;và mở rộng Diện tích nhiệt phẳng, nhanh chóng tiêu tan các điểm tản nhiệt.Hiện nay, vật liệu màng tản nhiệt chủ đạo chủ yếu được chia thành ba loại, đó là màng tản nhiệt than chì tự nhiên, màng tản nhiệt than chì nhân tạo và màng tản nhiệt Nano-carbon.Mỗi loại trong số ba loại màng tản nhiệt đều có ưu điểm và nhược điểm và hiện được sử dụng rộng rãi trong nhiều loại điện thoại di động có thương hiệu và các thiết bị điện tử tiêu dùng khác.