一、AI算力狂飙，传统TIM材料逼近性能天花板
AI算力持续升级，芯片散热正成为制约性能释放的关键环节。芯片、封装盖板与散热器表面并非绝对平整，TIM（热界面材料）的作用正是填充这些微观空隙，将热量从芯片高效传导至散热器或液冷冷板。
TIM的性能直接决定芯片的工作温度与长期运行可靠性。按封装结构划分，带盖封装通常采用TIM1连接芯片与盖板、TIM2连接盖板与散热器；无盖封装则使用TIM1.5直接连接裸芯片与散热器，传热路径更短，但对材料的柔软性、界面贴合度及装配受力提出了更高要求。
功耗的飙升让这一环节的压力陡增。英伟达单颗GPU功耗已从A100的400W提升至GB300平台的最高1400W。与此同时，2.5D/3D封装将芯片、HBM等器件集成于更大面积的封装体中，材料热膨胀差异与封装翘曲进一步加大了界面贴合难度。
TIM既要快速导出热量，又要适应界面形变并维持长期稳定。传统硅脂、凝胶等高分子TIM受限于低导热基体，增加导热填料又容易提高材料刚度；液态金属虽导热能力较强，却面临导电、泄漏、腐蚀及装配适配等挑战。高性能TIM的迭代需求由此持续升温。
二、石墨烯TIM：三重优势打开产业化窗口
石墨烯TIM之所以被视为下一代散热材料的重要方向，源于其在三个维度上的综合表现。
- 导热能力强：石墨烯具有较高的本征面内热导率，通过结构设计可形成厚度方向的传热通路，公开的高性能石墨烯导热垫片热导率约为90-200W/(m·K)。
- 界面贴合性好：石墨烯与柔性基体复合后，垫片具备压缩回弹能力，可适应大尺寸封装的翘曲和装配间隙。
- 长期稳定性较好：柔性固态结构有助于减少热循环中的材料迁移和泵出，维持界面接触。
技术路线也在持续演进。早期做法是将石墨烯作为填料分散于聚合物中，如今逐步发展为构建三维连续导热网络、控制石墨烯垂直取向，从而将材料的面内导热优势转化为芯片所需的纵向导热能力。
市场空间方面，AI基础设施建设带动高功率芯片部署，GPU、ASIC、服务器CPU等应用对高性能TIM的需求持续增长，并向光模块、功率半导体等场景延伸。
根据QY Research数据，全球TIM市场规模预计由2024年的约20.12亿美元增长至2031年的约41.48亿美元，2025—2031年复合增速约10.7%。市场扩容与高端材料渗透率提升，有望共同打开石墨烯TIM的成长空间。
三、竞争格局未定，国产厂商卡位先发优势
传统TIM市场由杜邦、陶氏、汉高等国际巨头主导，竞争格局相对固化。而石墨烯导热垫片作为新兴细分方向，市场格局尚未定型，国产厂商有望率先突围。
石墨烯导热垫片具备材料设计、量产工艺与客户认证三重壁垒，目前实现规模化批量供应的厂商仍较少。
鸿富诚是行业内极少数能够量产制备石墨烯导热垫片并实现规模应用的企业。公司量产130W/(m·K)垂直取向石墨烯导热垫片，热阻低至0.04-0.06℃·cm²/W，已批量供应全球头部AI芯片客户，并实现TIM1热界面材料小批量供货突破。
受益于产品放量，公司2023-2025年碳基导热垫片收入由3,561万元增至25,226.6万元，连续两年同比增速超138%；2025年毛利率65.6%、扣非净利率37.4%，显著领先同业。
与此同时，中石科技、思泉新材、飞荣达等国内厂商亦在加速布局垂直取向石墨烯TIM，产业化进程有望提速。
| 公司 | 石墨烯TIM布局进展 |
|---|---|
| 鸿富诚 | 量产130W/(m·K)垂直取向垫片，批量供应全球头部AI芯片客户 |
| 中石科技 | 加速布局垂直取向石墨烯TIM |
| 思泉新材 | 加速布局垂直取向石墨烯TIM |
| 飞荣达 | 加速布局垂直取向石墨烯TIM |
随着AI算力散热需求持续放量，石墨烯导热垫片有望成为国产厂商加速突围高端的关键切入点。
四、投资逻辑与风险提示
AI算力建设持续拉动芯片散热需求升级，单颗GPU功耗由400W提升至1400W，TIM已成为保障高功率芯片性能与可靠性的关键材料。碳基路线有望开启国产突围窗口，石墨烯导热垫片产业化机遇明确。
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：
- 鸿富诚
- 中石科技
- 飞荣达
- 思泉新材
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。
（国金证券：满在朋、李嘉伦、倪赵义-2026年9月27日）
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