熱介面材料:卡住AI散熱膜

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AI速讀
AI晶片功耗暴漲使熱介面材料(TIM)從輔材變為決定算力釋放的隱形瓶頸。隨輝達Rubin平台定案石墨烯導熱墊片,預計2026年AI伺服器TIM市場規模將達38.9億元。目前高端市場由歐美日巨頭主導,但中石科技、思泉新材等國產廠商正透過技術突破與戰略卡位(如中際旭創入股中石科技)加速替代。產業判斷認為,誰能解決量產良率與高導熱係數,誰就將掌握AI時代的散熱話語權。

9月底,A股散熱類股悄悄走出一波獨立行情:中際旭創砸下17.47億元戰略入股中石科技,把自家1.6T光模組的散熱供應鏈提前鎖死;同一時間,多家供應鏈消息交叉印證,輝達已最終敲定新一代Rubin平台的"熱介面材料"方案。當所有人盯著GPU、HBM和液冷冷板時,一層夾在晶片與散熱器之間、薄到只有幾十微米的"膜",正悄悄站上AI算力的散熱命門。

核心觀點:當全世界的目光都黏在GPU、HBM和液冷冷板上時,一層薄到幾十微米的熱介面材料,正悄悄成為AI算力競賽的下一個隱形瓶頸——而它的導熱係數與量產良率,將在未來三到五年決定散熱話語權的歸屬。

一、是什麼:晶片與冷板之間的"那層膜"

熱介面材料(Thermal Interface Material,簡稱 TIM),說白了,就是填充在發熱晶片(裸die或整合散熱蓋)和散熱器、液冷冷板之間微觀空隙裡的一層"導熱 bridge(橋樑)"。

別小看這層膜。晶片表面在顯微鏡下其實是坑坑窪窪的,和冷板壓在一起,真正接觸的面積可能只有千分之幾,剩下全是被空氣填滿的縫隙——而空氣是出了名的隔熱材料。TIM 的作用,就是把縫隙填滿,把熱量從晶片"搬"到冷板,把介面接觸熱阻打下來。它就像晶片的"貼身導熱衣",穿得不好,再猛的冷板也白搭。

二、為什麼重要:功耗暴漲,把TIM從"輔材"逼成了"瓶頸"

問題的根子,是AI晶片功耗正經歷一場跨越式飆升。

從2020年A100的400W,到當下Blackwell的1000—1400W,再到Rubin平台的1400—2000W、規劃中的Rubin Ultra甚至衝到4000W量級——四五年裡,單顆GPU的發熱量漲了快十倍。與此同時,液冷冷板的能力在快速進化,微通道越做越細,水泵流量越拉越高,但熱阻結構卻發生了微妙反轉:冷板本身的熱阻在下降,而"介面接觸不充分"導致的熱阻佔比,反而顯著上升了。

換句話說,散熱效率的上限,正從冷板一層,下沉到晶片和冷板之間的那層微觀介面。TIM 就這樣從過去一顆幾塊錢的"填縫輔材",升級成了決定AI算力能不能穩定釋放的關鍵瓶頸。

三、需求爆發:平台定案 + 液冷滲透,市場三年翻幾番

需求側正被兩股力量同時點燃。

一是平台定案帶來的確定性。多家供應鏈消息交叉印證,輝達在液態金屬和石墨烯導熱墊片之間搖擺多年後,最終為求量產穩定,敲定了石墨烯導熱墊片作為Rubin平台的TIM2方案,Rubin預計2026年三季度開始出貨;頭部雲廠自研晶片(GoogleTPU、亞馬遜Trainium等)功耗同樣水漲船高,液態金屬TIM也在加速驗證、進入工程匯入。

二是液冷滲透帶來的體量擴張。2026年新建大型資料中心PUE要求收緊、液冷滲透率向70%以上衝刺,單機櫃功率密度從傳統6kW飆到50—120kW。機構測算,2026年AI伺服器專屬TIM市場規模約38.9億元,年復合增速高達65.8%,其中液冷相關TIM年增速超過120%——這是導熱材料裡增長最快的細分賽道之一。

四、供給格局:歐美日捏著高端,國產卡在"上游那張膜"

高端TIM長期被歐美日巨頭主導:霍尼韋爾、3M、Indium(銦公司)、萊爾德等憑藉幾十年配方積累和全流程品控,牢牢佔據半導體級、車規級等高附加值領域。

真正的卡脖子點,藏在更上游。以當下最火的石墨烯導熱墊片為例,它的核心原料是"石墨烯導熱膨脹膜"——靠一層層垂直取向排列實現超高熱導率(垂直方向可達100—200 W/m·K),同時具備出色回彈性去適配晶片受熱翹曲。而這層上游膜的批次供應,國內目前能穩定做的也就兩三家,拿不到好原料,下游就做不出符合大客戶要求的墊片。

更狠的是壁壘結構:高端TIM真正的門檻不在於配方"知道",而在於量產工藝閉環(良率、一致性)加上長達1—3年的客戶認證周期,導致有效供給始終稀缺,市場呈現"梯度緊缺"。

五、國產替代:A股已經在這條線上"卡住了位"

國內廠商起步雖晚,但在導熱墊片、導熱凝膠、相變材料及石墨烯、液態金屬等新型高導熱材料上已取得階段性突破,並在供應鏈上密集卡位:

  • 中石科技(300684)

:深耕TIM近20年,產品覆蓋導熱凝膠、矽脂、墊片、相變材料及液態金屬;自研石墨烯導熱墊片通過北美大客戶驗證,2025年底收購中石訊冷打通"材料→部件→模組",中際旭創以17.47億元入股10.47%深度繫結1.6T散熱供應鏈。

  • 思泉新材(301489)

:熱管理材料廠商,重點推進石墨烯及垂直取向熱介面材料項目,已獲輝達GB200認證,客戶含小米、vivo、三星、比亞迪、富士康。

  • 德邦科技(688035)

:TIM1.5、TIM2已穩定批次出貨並供應AI伺服器,用於GPU、CPU散熱,同時佈局液態金屬導熱材料滿足高功率光模組需求。

  • 蘇州天脈(301626)

:導熱介面材料國內市佔率約8.63%,被多家券商列為石墨烯散熱重點跟蹤對象。

  • 飛榮達(300602)

:華為手機與伺服器核心供應商,自研高導熱石墨烯墊片(120—200 W/m·K)處送樣驗證階段,並佈局液冷板元件、CDU模組。

  • 阿萊德(301419)

:導熱凝膠、導熱墊片批次供貨頭部廠商,用於800G/1.6T高速光模組內部晶片散熱。

  • 鴻富誠

:2026年9月29日登陸創業板的垂直取向石墨烯導熱墊片龍頭,產品導熱係數130 W/(m·K)、介面熱阻0.04—0.06 ℃·cm²/W,已批次供應全球頭部AI晶片客戶。

六、產業判斷:從"填縫輔材"到"價值增量核心"

這是一場關於AI時代散熱話語權的爭奪。海外巨頭在配方和品控上有先發優勢,中國企業則在石墨烯、液態金屬等新路線上迭代更快,且憑藉本地化服務與高性價比(同性能價格較海外低35%—60%)快速搶佔伺服器與工業AI裝置市場。

留給所有人的窗口,大概也只有未來三到五年。對投資而言,TIM不是單一產品,而是一套強工藝繫結的材料矩陣——上游石墨烯膨脹膜、中游導熱墊片/凝膠、下游液金與模組各成賽道,需要按細分環節單獨跟蹤量產匯入、客戶認證和良率爬坡進度,不能籠統看待。當算力競賽捲到"晶片與冷板之間那幾十微米"時,誰能把這張"膜"做得又薄又穩又導熱,誰就握住了AI散熱的隱形命門。(生財佑道)