TIM1.5架构崛起与需求分层：我国封装级液态金属行业应用市场分析

前言：

当AI芯片热流密度突破1kW/cm²，传统硅脂的散热能力触及物理极限，液态金属凭借10-40W/m·K的导热率成为TIM1/TIM1.5层级的刚性选择。AI算力芯片封装是需求最刚性的核心场景，高端服务器与数据中心是随液冷普及的配套增长场景，消费电子是已商业化的存量场景但增速温和；而TIM1.5架构的崛起正在将竞争焦点从“单一材料供应”转向“材料+工艺+器件”一体化方案，具备全流程验证能力的企业将建立更强的客户切换壁垒。

1、封装级液态金属定义与产业链定位

封装级液态金属特指应用于半导体封装环节的液态金属热界面材料（LM-TIM），以镓基、铟基合金为核心，常温或工作温度下呈液态或相变状态，用于填充芯片与散热盖/散热器之间的微观间隙，显著降低接触热阻。

封装级液态金属技术形态与产品分类

资料来源：观研天下整理

封装级液态金属行业产业链图解

资料来源：观研天下整理

2、AI芯片与先进封装是封装级液态金属行业需求主战场

根据观研报告网发布的《中国封装级液态金属行业发展趋势分析与未来前景预测报告（2026-2033年）》，封装级液态金属的需求并非均匀分布于所有散热场景，而是高度集中在热流密度最高的那一档芯片。根据相关资料，AI功耗跃迁使TIM（热界面材料）从“辅材”升级为“瓶颈”，材料正由传统硅脂向石墨烯及液态金属迭代，并催生TIM1.5/TIM3新层级，高端市场呈梯度紧缺态势。

（1）AI算力芯片封装：需求最刚性的核心场景

AI加速器和GPU是封装级液态金属需求最集中、对性能要求最高的应用场景，其核心驱动力来自芯片热流密度正在突破传统热界面材料的有效散热上限。而镓基液态金属合金的导热率通常在10-40W/m·K之间，远高于传统硅脂的3-5W/m·K，其熔点可调至15°C左右，在室温下即可轻松施加，同时具有低毒性、极低蒸气压和高沸点（约2000°C）的独特优势。根据相关资料可知，AI功耗跃迁使TIM从“辅材”升级为“瓶颈”，材料正由传统硅脂向石墨烯及液态金属迭代，并催生TIM1.5/TIM3新层级，高端市场呈梯度紧缺态势。

与此同时，产业化验证已有标志性案例。波士顿材料公司的第一代液态金属ZRT产品（LMZ 1100）已在千瓦级液冷ASIC与GPU中实现商业化应用，实现了超过10°C的冷却性能提升，领跑行业标准。三菱化学集团已通过严格验证确认该产品性能显著优于现有及下一代热管理方案，并战略投资波士顿材料，联合开发第二代液态金属ZRT产品，计划在亚洲建立先进半导体封装集成与应用开发实验室，加速亚太地区商业化推广。

波士顿材料（Boston Materials）与三菱化学集团合作详情

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然而，头部芯片厂商的散热方案选择揭示了需求分层逻辑。例如，英伟达Rubin架构的散热决策提供了一个关键信号：标准版Vera Rubin放弃液态金属转用高导热石墨烯垫片进行量产，而高端Ultra版本则保留液态金属+微通道冷头的极端方案。这一“分层采用”的策略说明，液态金属在热管理方案中占据的是“性能天花板”位置——当其他材料都无法解决时，它是最后一道防线。HBM与GPU的紧密集成进一步强化了这一需求，IEEE研究指出，异构集成使对温度敏感的HBM存储堆栈与处理器芯片紧密相邻，处理器TIM还需要为HBM堆栈提供必要的覆盖和散热，传统聚合物基TIM无法满足这一复杂度下的散热要求。

AI芯片对封装级液态金属需求特征

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（2）高端服务器与数据中心：液冷系统配套的TIM升级

数据中心和AI服务器是液态金属作为热界面材料的另一高增长场景，其需求逻辑与AI芯片封装相关但有所区别。根据相关资料，数据中心的液冷系统和液浸冷却技术正在推动兼容性热界面材料的技术创新，先进处理器、GPU和AI加速器的导入产生了对能够应对极端热通量的下一代TIM的需求。液态金属TIM在这一场景中的价值在于能够在芯片与冷板之间提供极低的界面热阻，使液冷系统的散热能力得到充分发挥。

不过，国产供应链已有明确进展。例如，德邦科技的高可靠合金片产品已通过客户认证，用于浸没式液冷服务器、芯片测试和激光器泵浦散热等领域。该产品通过对铟基合金的成分调整及工艺结构优化，在力学强度上优于纯铟片，同时使界面接触热阻大幅低于纯铟片。信维通信则通过定增向上游材料延伸，打造“TIM材料+导热散热器件”一体化方案，面向算力芯片、服务器、笔电等场景，部分产品已进入北美大客户。

（3）消费电子：从旗舰机型向中高端渗透

消费电子是液态金属较早实现商业化导入的应用场景，其需求驱动力来自旗舰设备对散热性能的极致追求和空间限制的双重挤压。目前，头部品牌已实现规模化采用。根据国家标准信息，2020年以来，联想、华硕、索尼电子、英特尔等国内外大型跨国企业已开始应用镓基液态金属热界面材料，华为、荣耀、小米等企业亦在积极导入。该标准明确指出，镓基液态金属热界面材料的导热性能达常规热界面材料的5-10倍，可广泛应用于通讯设备、个人和工业计算机等领域。

镓基液态金属热界面材料消费电子领域应用情况

资料来源：观研天下整理

消费电子场景中，液态金属导热膏是当前量产主力形态，其优势在于工艺兼容性好，可直接替代传统硅脂。云南中宣液态金属已建成年产200吨液态金属原材料及系列产品生产线，导热片和导热膏实现批量销售。信维通信的液态金属复合材料已为北美头部消费电子客户批量供应芯片级导热散热材料及器件。

未来，随着5G通信和AI边缘计算在移动端的普及，手机、笔记本电脑的散热需求持续提升。而液态金属在游戏本和旗舰手机中的渗透率正在增长，但成本敏感度限制了其向中低端机型的快速扩散。消费电子场景对液态金属的需求是“锦上添花”型的性能升级，而非AI芯片场景中的“物理刚需”，这决定了其增速温和但总量可观的特征。

3、TIM1.5架构崛起，我国封装级液态金属行业迎来结构性利好

长远来看，先进封装的热界面架构正从传统的“TIM1+TIM2”双层结构向TIM1.5单层架构演进，这一变化的核心逻辑在于减少界面层数、缩短热阻路径。IDTechEx指出，早期采用TIM1.5的厂商报告了3-5倍的价格溢价，说明市场愿意为更优的散热架构支付显著溢价。这对液态金属构成结构性利好：液态金属的相变特性使其天然适配TIM1.5的单层界面需求，能够在单层结构中同时实现低接触热阻和高可靠性。

与此同时，封装级液态金属竞争焦点也在同步转移——从单一材料供应转向“材料+工艺+器件”一体化方案。具备热界面材料全流程验证数据和封装工艺能力的企业，正在建立更强的客户切换壁垒。换言之，TIM1.5架构的崛起不仅放大了液态金属的性能优势，也抬高了竞争门槛：只有那些能够交付完整解决方案而非单一材料的厂商，才能在这一轮架构升级中占据有利位置。