5G到来，智能手机的“热量”将何去何从？

在智能手机普及之前的1G和2G时代，手机较少受到散热方面的技术困扰。但随着3G智能机时代的来临，手机硬件配置越来越高，CPU不断向多核高性能方向升级，通信速率不断提升，以及不断追求手机的轻薄化、小型化，带来的散热需求也不断上升，先后出现了导热硅脂、导热凝胶、导热石墨片、多层石墨膜和热管散热等新材料和散热器件。而对于即将到来的5G高速传输通信，散热问题将成为智能手机前行的最大阻力。

华为轮值CEO徐直军先生曾表示：“仅从芯片耗电量看，5G是4G的2.5倍。”这意味着手机的导热、散热将是一个巨大的挑战！

全球智能机下滑，韩国5G换机拉动销售。2016年以来全球智能机出货量连续下滑，2019Q1/2019Q2 YoY -7%/-2%。2019H1三星份额回暖，除在全球推广Galaxy减配版A系列外，韩国5G加快推进亦有重要贡献。截至2019年7月底韩国建成5G基站8.5万座，5G用户超过200万户，三星GalaxyS10 5G上市100天销量超过100万部。

中性测算2020年全球5G终端销售2.18亿部。我们中性假设5G手机主流价位逐渐向下渗透：（1）中国区和韩国区于2019H2渗透至700美元机型，2020H2渗透至300美元机型；（2）美国、日本、欧洲于2019H2在1000美金档位，2020H2渗透至500美元机型。中性假设下，测算全球2019~2021年5G手机销量分别为0.06/2.18/5.40亿部。

乐观测算2020年5G手机销量可能达3亿部。5G网络部署逐步推进，当前主流终端厂商新规划的手机大都支持5G功能。我们预计2019年5G终端以旗舰为主，销量在数百万部级别；2020年5G手机价位下降幅度可能超预期，按照中移动规划在2020年下半年开始出现5G千元机，则我们测算2020年全球5G手机出货量有望达到3亿部。

高导热石墨材料将助力5G智能手机突破“散热”难题！

导热材料用于发热源和散热器的接触界面之间，提高热传导效率，从而有效解决整个高功率电子设备的散热问题，提高电子产品的工作稳定性及使用寿命。

高导热石墨材料因其碳原子结构具有独特的晶粒取向，可沿两个方向均匀导热，具备极其优异的平面导热性能，导热系数远远高于一般的纯铜。石墨晶体的片层状结构可很好地适应任何表面，同时具有密度低（轻量化）、高比热容（耐高温）、长期可靠等优点。

在智能手机的导热和散热材料中，综合性能和成本考虑，石墨材料是散热解决方案的首选材料。

比重轻：1.0-1.9g/cm3（密度相当于铜的1/4到1/10，铝的1/1.3到1/3）；

　　低热阻，柔软且容易裁切（可反复弯曲）；

　　超薄性：厚度（0.025-0.1mm）；

　　表面可以与金属、塑胶、不干胶等其他材料组合以满足更多的设计功能和需要。

导热系数通常理解就是导热的快慢，对于散热器来说，越快越好，即数值越大越好；

　　比热容反映了质量相等的不同物质升高（或降低）相同的温度时，吸收（或放出）的热量并不相同，物质的比热容越大，吸收（或放出）的热量越多；

　　密度越小，相同体积下物质质量较轻。

由两幅图可看出，导热率当面，石墨散热膜比传统的散热材料存在很大优势；其次，石墨膜测试数据显示，其具有温度低，温差小、速度快、时间段、迅速降温、冷却、比热容小等特性。

导热石墨材料又被分为天然石墨膜和人工合成石墨膜，或许大家会觉得两种都是石墨制品应该不会有特别大的区别！如果这样想那可就大错特错了。接下来我们将从几个方面，来了解一下天然石墨膜和人工合成石墨膜的基本区别：

1、颜色差异

可以看到天然石墨膜的颜色较暗，而人工石墨片的颜色是偏浅白色的。

2、石墨密度

在显微镜下的天然石墨膜明显比人工的要粗糙的多。因为人工石墨膜在合成时的杂质较少且密度要高于天然石墨膜。人工合成石墨导热系数是700~1500w，而天然石墨导热系数只有300~700w。

3、价格差异

人工石墨膜：人工石墨制造比天然石墨复杂且制作成本昂贵，故一般行业产品的需求都不会接受其成本。

天然石墨膜：天然石墨膜价格和其效果都能让行业使用者接受并信服，故天然石墨膜已经在各行业用的非常成熟广泛。

人工石墨膜和天然石墨膜两种材料都是水平向导热传导的材料，由于人工石墨膜烧结需要高温与天然石墨膜相比暂时成本较高，所以成本价格方面天然石墨片更有优势，导热方面则是人工合成的石墨片更有优势。

高导热石墨材料及器件的国外厂商主要有日本松下、Graftech等企业。　　

·      Panasonic（日本松下）：日本松下从1998年起开始开发生产PGS石墨膜，2012年成功开发出厚度仅为10µm厚的石墨产品。

·      Graftech：建于1886年，世界上最大的石墨电极生产商，也是世界上最大的石墨碳素制品供应商，1996年在纽约交易所上市。

高导热石墨材料及器件的国内厂商主要有碳元科技、中石科技、飞荣达等企业。

·      碳元科技：成立于2010年8月，专注于高散热石墨膜等相关产品的技术研发与生产，建有江苏省高导热石墨膜工程技术研究中心。

·      中石科技：成立于1997年，主要产品包括导热材料、EMI屏蔽材料等。

目前，石墨导热材料行业还主要集中在日本松下等全球知名的企业手中，国内企业在该领域的起步相对要晚，技术积累性较差。但整体来看如中石科技、碳元科技等国内新型企业正在逐步切入该领域，以取得部分市场占有率。

趋势

根据BCC-Research预测，2020年全球界面导热材料将达到11亿美元规模，复合增长率超7%。“2018中国新材料行业发展大会”的手机材料论坛上相关行业人士指出：随着5G时代的到来，手机材料也需要随着产品功能要求提高而面临更高的挑战与性能要求。功能性材料，如散热材料等将进入新一轮的产业技术更新与更替。

总结

一方面，在整机中，导热材料成本占比低但是重要性突出，故而供应链的稳定性很高；

另一方面，导热材料属于典型的研发驱动型产品，因而利润水平高，对下游亦具备整合的可能性。

目前来看，海外材料大厂仍在市场中占据重要的地位，，但是以中石科技为代表的国产品牌正在快速成长。

展望未来，在5G时代作为最为重要的产业背景下，我们从终端应用和通信基站领域两方面来看，导热材料正迎来发展的重要机遇期。高导热石墨材料将会以其优异的性能成为5G时代散热材料的主导者，将推动5G电子产品的迅猛发展。而提前在高导热石墨材料技术领域进行布局的企业也将会最早分到5G市场带来的红利。