东海证券研究报告前瞻性分析了石墨烯在热界面材料领域的巨大应用前景。石墨烯作为典型的二维材料，单层悬空石墨烯热导率高达5300W/m·K，远高于铜、铝等金属及氮化铝、碳化硅等陶瓷材料。石墨烯导热膜+均热板（VC）已成为智能手机主流散热方式，被华为、荣耀、小米、OPPO等品牌广泛采用。折叠屏手机几乎均选用石墨烯导热膜为核心均热组件，中国占全球折叠屏出货量46%。工信部已明确要求到2026年实现高导热石墨烯热界面材料规模生产，垂直导热系数大于300W/m·K，示范应用超10000个高功率器件。
石墨烯导热性能优势与热界面材料应用潜力
石墨烯于2004年由英国曼彻斯特大学Geim和Novoselov通过机械剥离法首次发现，是一种典型二维材料，单层厚度仅0.35nm。由于特殊晶体结构与电子分布方式，石墨烯具有出色机械性能、极高载流子迁移率和优异导热性能。采用非接触共焦拉曼测试的单层悬空石墨烯热导率高达5300W/m·K，明显高于金刚石和单壁碳纳米管。对于含缺陷和官能团的石墨烯粉体，随制备方法不同导热系数略有差别，分布范围800-3500W/m·K，但仍远高于铜（401W/m·K）、铝（237W/m·K）等金属以及氮化铝（170-200W/m·K）、碳化硅（270W/m·K）等陶瓷材料。
与人工石墨散热膜相比，石墨烯拥有出色的二维导热均热性能、高柔软性、优异耐弯折性以及可定制厚度等特点，性能更为卓越。石墨烯在热界面材料领域具有极大潜力。常见聚合物导热系数仅0.1-0.4W/m·K，添加石墨烯填料后可显著提升复合材料导热性能。石墨烯TIM既能提供高热导率又能满足可压缩性、柔软性等界面填充要求，有望在高功率密度电子器件热管理中发挥关键作用。
智能手机+折叠屏驱动石墨烯散热材料放量
石墨烯散热自2018年华为Mate 20X手机首次采用以来，已被荣耀、努比亚、小米、OPPO、联想等众多手机品牌广泛采用，尤其在旗舰机和游戏机上得到应用。石墨烯导热膜+均热板（VC）逐渐成为智能手机主要散热方式。2023-2024年主流旗舰手机均采用石墨烯+VC方案：荣耀Magic 5 Pro采用超导六方晶石墨烯+VC液冷，华为Mate X3采用超冷跨轴石墨烯散热系统，红魔9 PRO采用石墨烯导热膜，iPhone 16系列屏幕接触面增加石墨烯散热膜。
折叠屏手机中，三星、华为等厂商推出的产品几乎均选用石墨烯导热膜为核心均热组件。市场调查机构IDC预估2024年全球折叠手机出货量同比增长22%，为智能手机出货量增速（5.8%）的3倍多。中国是全球最大折叠屏手机市场，2024年Q1-Q3占全球出货量46%。预计2024年中国折叠屏手机出货量约1068万台，同比增长52.4%；至2028年将超1700万台，四年CAGR达12.8%。折叠屏手机的柔性、超薄特性与石墨烯散热膜的优异耐弯折性高度契合，石墨烯散热膜在折叠屏中的单机价值量和渗透率有望持续提升。
从手机到卫星：石墨烯散热应用场景持续拓展
近年来，石墨烯散热在电子产品中的应用日益广泛，从手机扩展至平板电脑、固态硬盘等设备，还应用于高铁电子设备、卫星通信等装备。2023年，十铨科技将超薄石墨烯散热片应用于DDR-5200内存和T-CREATE系列固态硬盘；海康威视A4000系列采用石墨烯散热涂层技术；雷神TR5000采用石墨烯复合导热垫；佰维NV3500使用石墨烯散热贴。2023年4月，福厦高铁全线采用水性石墨烯导热散热防腐涂料；2023年12月，捷龙三号运载火箭通信卫星相机散热模组采用中航石墨烯散热模组。
表5：石墨烯散热材料应用场景拓展与代表案例| 应用领域 | 代表产品/案例 | 石墨烯散热方案 | 发布时间 |
|---|
| 智能手机 | 华为Mate X3、荣耀Magic 5 Pro | 超冷跨轴石墨烯散热系统/超导六方晶石墨烯 | 2023年 |
| 智能手机 | iPhone 16系列 | 屏幕接触面石墨烯散热膜 | 2024年 |
| 折叠屏 | OPPO Find N3 Flip | 柔性/高断裂伸长率石墨烯散热膜 | 2023年 |
| 内存/SSD | 十铨DDR-5200、T-CREATE系列 | 超薄石墨烯散热片 | 2023年 |
| 高铁 | 福厦高铁全线 | 水性石墨烯导热散热防腐涂料 | 2023年 |
| 卫星通信 | 捷龙三号运载火箭 | 石墨烯散热模组 | 2023年 |
政策催化与产业布局：石墨烯TIM进入规模化前夜
工业和信息化部发布了2025年末来产业创新任务揭榜挂帅工作通知，在原子级制造揭榜挂帅任务榜单中涉及高导热石墨烯热界面材料，提出到2026年实现高导热石墨烯热界面材料规模生产，垂直导热系数大于300W/m·K，热阻小于0.05K·cm²/W，压缩残余应力小于30PSI（50%压缩量），回弹率大于50%，系列产品在不少于10000个高功率器件上示范应用。这一政策目标为石墨烯TIM设定了明确的技术指标和产业化时间表。
目前中国已有多家厂商进入石墨烯散热领域。石墨烯企业包括常州富烯（90万平米/年，主要应用于华为、荣耀产品）、广东墨睿（100万平方米/年，主要应用于小米、努比亚、红米和蔚来等）、深瑞墨烯（贝特瑞子公司，60万平米/年，产品在OPPO、一加、realme、中兴、华为等终端量产应用）。上市公司中，道明光学拥有100万平米/年合成石墨膜产能，主要应用于OPPO Find N3 Flip折叠屏、努比亚红魔8、华为手表watch4、联想motorola razr等；中石科技2021年合成石墨膜销量932万平方米，主要应用于苹果、华为、VIVO；思泉新材2022年销量526.38万平方米，主要应用于小米、VIVO、三星、华为、苹果。随着工信部政策目标推进和下游需求持续增长，石墨烯TIM有望进入规模化应用新阶段。
