机械行业研究：石墨烯TIM：下一代散热材料迎来产业化拐点

一、AI算力推动散热升级，高性能TIM成为芯片关键材料

• TIM作用与分类：TIM填充芯片、封装盖板与散热器表面的微小起伏，将热量从芯片传递至散热器或液冷冷板。按封装结构分为带盖与无盖两种，分别对应TIM1、TIM2和TIM1.5的应用。TIM材料通常由基体（如硅油、硅橡胶）和导热填料（如氧化铝、氮化硼、石墨烯）组成，可分为高分子基、金属基和碳基三大技术路线。
• 芯片功耗与先进封装升级：AI服务器功耗持续提升，单颗GPU功耗已达1400W，芯片热流密度增加，温度控制成为保障芯片性能及可靠性的关键。先进封装向高集成度和2.5D/3D方向演进，封装翘曲问题加剧，推动TIM向高导热、高可靠方向升级。
• 传统TIM瓶颈：传统高分子材料受基体限制，导热性能有限，难以满足高功率芯片需求。金属基TIM导热能力提升，但界面适配和可靠性仍面临挑战。

二、碳基TIM开启材料升级，石墨烯导热垫片迎来产业化机遇

• 石墨烯TIM优势：石墨烯具备优异的导热性能，通过取向排列和三维网络设计，可构建高效导热通路。石墨烯TIM兼顾高效散热与柔软贴合，适应大尺寸芯片翘曲，固态结构提升长期界面稳定性。
• 石墨烯TIM技术演进：石墨烯TIM技术从早期作为填料，发展到构建连续导热网络，再到通过垂直取向实现高效厚度方向散热，最终形成高性能导热垫片。
• 市场空间：AI基础设施投资快速增长，AI服务器出货量持续提升，高热流密度应用拓展，TIM市场规模持续扩容，为高性能TIM提供广阔空间。

三、国际巨头主导高端市场，碳基路线开启国产突围窗口

• 市场格局：全球TIM市场由国际巨头主导，国产厂商在本土市场占据主导地位。碳基TIM竞争格局尚未定型，国产厂商有望率先突破。
• 石墨烯导热垫片壁垒：石墨烯导热垫片具备材料设计、量产工艺和客户认证三重壁垒，先发企业卡位优势显著。
• 鸿富诚领先优势：鸿富诚是行业内少数能够量产石墨烯导热垫片并实现规模应用的企业，产品性能领先，已批量供应全球头部AI芯片客户，收入高速增长，盈利能力显著领先同业。
• 国内厂商加速布局：中石科技、思泉新材、飞荣达等国内厂商亦在加速布局石墨烯TIM，产业化进程有望提速。

四、投资建议

建议关注已在石墨烯导热垫片积极布局、具备先发优势的企业，如鸿富诚、中石科技、飞荣达、思泉新材。

五、风险提示

• AI芯片需求不及预期风险
• 客户验证与批量导入不及预期风险
• 规模化生产及成本控制不及预期风险
• 替代材料竞争及渗透率不及预期风险