CROISSANCE RAPIDE DU MARCHÉ DES MATÉRIAUX GRAPHITES

Tfeuille de graphite hermique possède d'excellentes caractéristiques physiques et est devenu le meilleur choix de matériau de dissipation thermique pour les produits électroniques.Avec la haute fréquence et la vitesse élevée des appareils électroniques ainsi que la densité et la miniaturisation des circuits intégrés, les progrès de la technologie MEMS (Micro Electro-Mechanical System), les composants électroniques, la densité de puissance totale de l'appareil a considérablement augmenté tandis que la taille physique est devenue de plus en plus petit, et la densité du flux thermique a également augmenté.Des tests ont montré que pour chaque augmentation de température de 2°C des composants électroniques, la fiabilité diminue de 10 % ;La durée de vie n'est que de 1/6 de l'augmentation de température de 25 ℃.Traditionnellement, la conductivité thermique élevée des matériaux en cuivre et en aluminium dissipe directement la chaleur, ou il est difficile de répondre aux besoins existants avec du gel de silice, des ventilateurs et un refroidissement liquide.Les matériaux en graphite à haute conductivité thermique, les caractéristiques d'anisotropie, de faible densité et de petit volume, qui réduisent considérablement le coût, sont actuellement les meilleurs matériaux de dissipation thermique.

La taille du marché des matériaux en graphite thermique croît rapidement.Dans le cadre de la tendance au développement de l'électronique grand public ultra-mince, intelligente et multifonctionnelle, la proportion de graphite pour les applications thermiques telles que les téléphones mobiles augmente rapidement.Selon les données de Credence Research, le marché mondial des matériaux d'interface thermique en 2015 s'élevait à 774 millions de dollars, qui devrait atteindre 1,711 milliard de dollars en 2022, avec un taux de croissance annuel composé de 12,0 % entre 2015 et 2022.Nous estimons que la taille potentielle du marché des matériaux conducteurs thermiques en graphite est de 8,264 milliards de RMB (seuls les smartphones et les tablettes sont mesurés) (ordinateurs portables, ordinateurs portables et appareils portables). La croissance future du marché du refroidissement en graphite reposera principalement sur de nouveaux domaines d'application. , en particulier dans l'électronique automobile, la 5G et d'autres domaines, ainsi que d'autres éclairages LED haute puissance, circuits satellites, armes laser, etc. Il existe également des besoins de refroidissement dans des domaines tels que les systèmes à haute intégration.

La densité de puissance totale des composants électroniques a considérablement augmenté et la demande de dissipation thermique a grimpé en flèche.

Les produits électroniques génèrent de la chaleur pendant le fonctionnement, ce qui affectera directement les performances et la fiabilité des produits électroniques.Avec la haute fréquence et la vitesse élevée des appareils électroniques ainsi que la densité et la miniaturisation des circuits intégrés, la technologie MEMS (Micro Electro-Mechanical System) Avec les progrès, la densité de puissance totale des composants électroniques a considérablement augmenté, mais la taille physique est devenue plus petite. et plus petit, et la densité du flux thermique a également augmenté.Des tests ont montré que pour chaque augmentation de 2°C de la température des composants électroniques, la fiabilité diminue de 10 % ;augmentation de la température, la durée de vie à 50 ° C ne représente que 1/6 de l'augmentation de la température à 25 ° C. L'environnement à haute température affecte les performances des composants électroniques, ce qui nécessite un contrôle thermique plus efficace, et le matériau conducteur thermique est principalement utilisé pour résoudre la chaleur des équipements électroniques.Problèmes de gestion.

La conduction thermique, la convection et le rayonnement sont les trois principaux modes de transfert de chaleur.Dans le processus de transfert de chaleur, selon la structure du dissipateur thermique, le transfert de chaleur est combiné avec la conduction thermique, la convection et le rayonnement.Le principe de dissipation thermique dans les produits électroniques passe par l’interface thermique.Le matériau évacue la chaleur du dispositif générateur de chaleur vers le dissipateur thermique et dissipe finalement la chaleur vers l'environnement externe, réduisant ainsi la température du produit électronique.

Miniaturisation des produits électroniques, le graphite thermique devient le meilleur choix

Il est difficile pour les méthodes traditionnelles de dissipation thermique de répondre à la demande existante.Le problème de la dissipation thermique a toujours été un point chaud et un point difficile dans l’industrie de l’électronique grand public.Les matériaux thermiquement conducteurs sont principalement utilisés entre les interfaces thermiques du système.Le matériau d'interface thermique remplace l'air qui ne transmet pas la chaleur, ce qui réduit la résistance thermique à travers l'interface thermique et améliore l'efficacité de dissipation thermique des composants semi-conducteurs.L'industrie est également appelée « matériau d'interface thermique ».Dans le passé, la dissipation thermique des produits électroniques grand public utilisait principalement du cuivre et de l'aluminium.La conductivité thermique élevée du matériau de fabrication dissipe directement la chaleur ou coopère avec le gel de silice, les ventilateurs et le fluide pour former un système de dissipation thermique qui évacue la chaleur émise par l'appareil.

Dans le cadre de la tendance de développement de l'électronique grand public vers l'ultra-mince, l'intelligence et la multifonctionnalité, l'espace interne des produits devient de plus en plus étroit et il est difficile de répondre à la demande uniquement en utilisant du cuivre, des matériaux en aluminium et du gel de silice.Le graphite thermique a un excellent effet de dissipation thermique et le coût superposé diminue.Nous pensons que la feuille de graphite thermique est devenue le meilleur choix pour le matériau de dissipation thermique des produits électroniques.

Miniaturisation et haute puissance des composants électroniques

En prenant les puces Intel comme représentant, nous pouvons voir que la tendance en matière de développement de puces va du monocœur au multicœur, de la basse fréquence à la haute fréquence, de la faible puissance de conception thermique à la puissance de conception thermique élevée.La puissance thermique générale de conception est principalement utilisée dans les fonctions de conception thermique du CPU. La valeur de consommation correspond à la dissipation thermique maximale que la version finale de la série de CPU peut atteindre à pleine charge (théoriquement, l'utilisation du CPU est de 100 %).Le dissipateur thermique doit garantir que la température du processeur reste dans la plage de conception lorsque le TDP du processeur est maximum.

Les ordinateurs portables et les smartphones sont de plus en plus légers et minces.Les consommateurs préfèrent les produits plus fins et plus légers, et nous pouvons constater que la proportion d'ordinateurs portables fins et légers augmente continuellement et que les smartphones deviennent de plus en plus fins.Avec les circuits intégrés, la taille des puces et des composants électroniques a diminué, mais leur densité de puissance a augmenté rapidement et la dissipation thermique est devenue un problème urgent pour les équipements électroniques.

Excellentes performances du graphite

Le film de graphite thermique est également appelé film de graphite thermique, feuille de graphite thermique, film thermique de graphite, etc. Il s'agit d'un nouveau type de matériau thermique, avec une conductivité thermique élevée, une anisotropie, une faible densité et un petit volume.Il possède des grains uniques.L'orientation, la conduction thermique uniforme dans les deux sens et la conductivité thermique élevée sont constituées d'un film polymère de graphite hautement orienté.La structure de couche en forme de feuille peut être bien adaptée à n'importe quelle surface, protégeant les sources de chaleur et les composants tout en améliorant les performances des produits de consommation électroniques.

La recherche a révélé que les cristaux de graphite ont une structure de réseau plan hexagonal, qui présente les caractéristiques d'une résistance à haute température, d'un faible coefficient de dilatation thermique, d'une bonne conductivité thermique, de propriétés chimiques stables et d'une grande plasticité.La structure cristalline unique du graphite fait que son transfert de chaleur est principalement concentré dans deux directions : l'axe XY et l'axe Z.La conductivité thermique de son axe XY est de 300 ~ 1 900 W / (m · K), tandis que la conductivité thermique du cuivre et de l'aluminium dans la direction XY n'est qu'entre 200 ~ 400 W / (m · K), le graphite a donc une meilleure conduction thermique. efficacité et peut transférer la chaleur plus rapidement.Dans le même temps, la conductivité thermique du graphite dans l'axe Z n'est que de 5 ~ 20 W/(m · K), ce qui joue presque le rôle d'isolation thermique.Par conséquent, le graphite a un bon effet de trempage et peut efficacement empêcher la surchauffe locale des produits électroniques.Du point de vue de la capacité thermique spécifique, la capacité thermique spécifique du graphite est équivalente à celle de l'aluminium, qui est environ 2 fois celle du cuivre, ce qui signifie qu'après avoir absorbé la même chaleur, la température du graphite n'augmente que par le cuivre.En raison des propriétés exceptionnelles du graphite en matière de conductivité thermique, il peut remplacer les dissipateurs thermiques traditionnels en aluminium ou en cuivre et devenir un excellent matériau pour les solutions de dissipation thermique.

Dans le cadre de la tendance de développement de l'électronique grand public vers l'ultra-mince, l'intelligence et la multifonctionnalité, l'espace interne des produits devient de plus en plus étroit et il est difficile de répondre à la demande uniquement en utilisant du cuivre, des matériaux en aluminium et du gel de silice.La structure cristalline spéciale du graphite rend sa conductivité thermique principalement concentrée dans la direction horizontale (plan ab), et dans la direction verticale des cristaux de graphite, le graphite a une faible conductivité thermique et de bonnes propriétés d'isolation thermique, de sorte que les cristaux de graphite ont une bonne conductivité thermique horizontale et résistance verticale.L'effet thermique est un bon milieu conducteur thermique.Comparé à d’autres matériaux, le graphite possède une excellente conductivité thermique.Étant donné que le graphite a une bonne conductivité thermique et peut réaliser un transfert de chaleur rapide, il est souvent utilisé comme dispositif conducteur thermique dans le système de refroidissement des produits électroniques.Les téléphones mobiles bas de gamme utilisent généralement de la graisse silicone pour dissiper la chaleur.Il y a un avantage de prix.Un téléphone mobile coûte environ 0,32 RMB, mais sa conductivité thermique est faible, ce qui convient aux clients sensibles au prix.Les machines de milieu à haut de gamme utilisent principalement du graphite thermique et le coût de chaque téléphone mobile est d'environ 3,3 yuans, par rapport aux téléphones mobiles bas de gamme, le coût d'utilisation est 10 fois supérieur.

L’une des questions centrales du développement de l’électronique grand public est de savoir comment réduire la température maximale des composants électroniques.Le principal moyen d'augmenter l'effet de dissipation thermique du film de dissipation thermique en graphite : la chaleur est rapidement transmise au châssis et au cadre à travers l'avion ;la surface améliore l'effet du rayonnement infrarouge ;et élargit la zone thermique du plan, dissipe rapidement les points de dissipation thermique.À l'heure actuelle, les principaux matériaux de film de dissipation thermique sont principalement divisés en trois catégories, à savoir le film de dissipation thermique en graphite naturel, le film de dissipation thermique en graphite artificiel et le film de dissipation thermique en nano-carbone.Chacun des trois types de films de dissipation thermique présente des avantages et des inconvénients et est actuellement largement utilisé dans diverses marques de téléphones mobiles et autres appareils électroniques grand public.