天风电新 关于几种散热方式的答疑

这份研报主要分析了TIM材料、陶瓷基板、金刚石和液冷这几种散热方式的核心作用与替代性。指出三者虽然都用于导热但功能独立不可替代，并详细阐述了散热路径示例，如裸die→芯片热沉片（TIM1填充）→液冷板（TIM2填充），热沉片材料可为氮化铝陶瓷基板或金刚石。同时探讨了TIM材料的方案未收敛问题，包括材料端可能采用液态金属、液晶或石墨烯等，结构端未来或合并芯片热沉片与液冷板减少TIM2使用。此外，分析了金刚石与氮化铝陶瓷基板的替代性，指出金刚石仅可替代ALN、铜等材料用于芯片热沉片，因氮化铝需承担电气连接功能，而金刚石工艺成本极高。还介绍了液冷板材料演进方向，从当前铜材料到下一代金刚石铜复合冷板，K值可达600~900W/m·K，但金刚石颗粒与铜不浸润量产仍存难度。

散热赛道未来发展趋势呈现多元化演进。TIM材料方面，TIM2方案未收敛，液态金属、液晶或石墨烯等新材料可能成为发展方向，同时结构端或合并芯片热沉片与液冷板以减少TIM2使用。金刚石与氮化铝陶瓷基板的替代性方面，金刚石主要替代ALN、铜等材料用于高功率密度AI芯片热沉片，但受限于工艺成本和电气连接功能需求，难以全面替代。液冷板材料演进方向明确，从铜材料向金刚石铜复合冷板发展，K值大幅提升至600~900W/m·K，但金刚石颗粒与铜不浸润问题仍是量产的主要技术挑战。PCB内嵌陶瓷基板领域，科翔正研发陶瓷粉体+金刚石粉体的混合下一代方案，显示材料创新持续进行。

研报重点分析了几个关键方向：一是TIM材料、陶瓷基板、金刚石和液冷这几种散热方式的核心作用与替代性，明确指出三者功能独立不可相互替代，并给出了散热路径示例。二是TIM材料方案未收敛问题，从材料端（如液态金属、液晶或石墨烯）和结构端（如合并芯片热沉片与液冷板）进行了探讨。三是金刚石与氮化铝陶瓷基板的替代性，详细分析了金刚石仅可替代ALN、铜等材料用于芯片热沉片的原因，即氮化铝需承担电气连接功能而金刚石工艺成本极高。四是液冷板材料演进方向，从当前铜材料到下一代金刚石铜复合冷板的技术进展与量产难度。五是PCB内嵌陶瓷基板领域的新材料研发方向，如科翔的陶瓷粉体+金刚石粉体混合方案。

当前散热市场现状呈现技术多元化竞争格局。TIM材料方面，TIM2方案尚未形成统一标准，液态金属、液晶或石墨烯等新材料成为研发热点，同时结构创新如合并芯片热沉片与液冷板以减少TIM2使用也在推进中。金刚石与氮化铝陶瓷基板的替代性方面，金刚石主要应用于高功率密度AI芯片热沉片，但受限于工艺成本和电气连接功能需求，替代范围有限。液冷板材料演进方面，铜材料仍是主流，但金刚石铜复合冷板作为下一代方案已研发，K值大幅提升至600~900W/m·K，但金刚石颗粒与铜不浸润问题导致量产仍存技术瓶颈。PCB内嵌陶瓷基板领域，科翔的陶瓷粉体+金刚石粉体混合方案显示材料创新持续进行。整体来看，散热技术正朝着更高导热系数、更低成本和更强集成度的方向发展，但技术瓶颈仍需突破。

研报提示了几个主要风险：一是TIM材料方案未收敛带来的技术不确定性，液态金属、液晶或石墨烯等新材料的应用尚未成熟，可能影响市场发展节奏。二是金刚石替代氮化铝基板的工艺成本过高问题，金刚石硬度过高导致加工难度大，短期内难以大规模商业化。三是液冷板材料演进中的金刚石铜复合冷板量产难度，金刚石颗粒与铜不浸润问题可能延缓技术落地。四是PCB内嵌陶瓷基板领域的新材料研发风险，如科翔的陶瓷粉体+金刚石粉体混合方案仍处于研发阶段，技术成熟度存疑。五是散热技术快速迭代可能带来的现有产品线贬值风险，企业需持续投入研发以保持竞争力。这些风险需关注，但研报未涉及投资建议或涨跌判断。