石墨膜导热片应用趋势，石墨膜导热片是相较于铜和铝等金属更好的导热材料，主要原因在于石墨具有特殊的六角平面网状结构，可以将热量均匀地分布在二维平面并有效地转移。在水平方向上，石墨的导热系数为300~1900W/m.k，而铜和铝的导热系数约为 200~400 W/m.k。在垂直方向上，石墨的导热系数仅为 5~20W/m.k。因此，石墨具备良好的水平导热、垂直阻热效果。同时，石墨的比热容与铝相当，约为铜的2 倍，这意味着吸收同样的热量后，石墨温度升高仅为铜的一半。此外，石墨密度仅为 0.7~2.1g/cm3，原低于铜的 8.96g/cm3 和铝的 2.7g/cm3，因此可以做到轻量化，能够平滑粘附在任何平面和弯曲的表面。
石墨膜主流散热材料，单手机用量为3~6 片
基于高导热系数、高比热容和低密度等性能优势，石墨自 2009 年开始批量应用于消费电子产品，2011 年开始大规模应用于智能手机，目前已经取代传统金属，成为消费电子领域主流的散热材料。
智能手机中主要使用人工合成石墨膜，用量视手机性能和要求而定，大概在 3~6 片，使用到的部件包括镜头、CPU、OLED 显示屏、WiFi 天线、无线充和电池等。其中 CPU对散热的性能要求最高，其次是无线充，再次是镜头和电池，最后是显示屏和 WiFi 天线。目前，高导热石墨膜的价格约为 0.2~0.3 美金/片。初步估算，单机石墨膜价值量为 1~2美金。未来，随着智能手机更多创新型的电子化设计，单机石墨膜价值量有望进一步提升。
石墨膜行业竞争激烈，价格持续走低
目前导热石墨膜行业主要参与者为日本松下、美国 Graftech、日本 Kaneka、碳元科技、中石科技和飞荣达等国内外企业。日本松下和美国 Graftech 进入该领域较早，技术较为成熟，是先行者。国内碳元科技、中石科技和飞荣达等技术成熟且相对领先，并且成功进入三星、华为等主要手机生产商的供应链体系。由于行业进入门槛相对较低，众多厂商参与进来，导致价格竞争激烈，产品价格持续走低。根据碳元科技和中石科技招股说明书等公告披露，2014年以来，单层和多层高导热石墨膜价格持续下滑，已经从 2014 年 400 元/m2 下降至 2017年的 180 元/㎡ 左右，2020年后更是下降到150元/㎡。
PI膜是人工石墨膜的核心材料，高端产能集中在国外厂商手中
智能手机中广泛使用的人工石墨散热膜是由聚酰亚胺（PI膜）经过碳化和石墨化制成的。从生产工艺的角度来说，主要经过 6 道工序，依次是基材处理、碳化、石墨化、压延、贴合、模切。其中，碳化指的是高温下将 PI 膜的结构分子径向排列打乱，羰基断裂，非碳成分全部或大部分挥发，最后形成乱层结构的聚酰亚胺碳化膜（一种多环化合物）。石墨化则是进一步在高温下将多环化合物分子重整，有序性增大，无序性减少，向六角平面的层状石墨结构转变，最后形成高结晶度的大面积石墨原膜。碳化和石墨化之后，再经过压延（挤压延展形成柔软且高密度的石墨原膜）、贴合（在上下表面贴覆离型膜和保护膜）和模切（加工和切割使材料定制零部件），最终形成满足需求的高导热石墨膜成品。
聚酰亚胺、胶带和保护膜等是上游关键原材料，其中又以聚酰亚胺（PI膜）为主，成本占比高达 30%。PI 膜是一种高性能的绝缘材料，可广泛应用于卫星导航、数码产品、计算机、手机等领域。该产品具有较高的技术壁垒，全球范围内生产厂商较少，高端主要有美国杜邦、日本 Kaneka、韩国 SKPI等，其中美国杜邦公司占据全球 40%以上的高性能聚酰亚胺薄膜市场，是 PI膜厂商龙头，产品品种齐全，能够满足各类 PI 薄膜应用需求。国内厂商主要生产低端产品。
作者：qwed1 来源：雪球
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