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从动力电池到AI服务器:我国导热凝胶行业需求分化与国产跃迁

前言:

导热凝胶行业需求逻辑正从“总量扩张”转向“场景分化”:动力电池受新国标与CTP/CTC集成化推动,从“可选”走向“必选”,构成最确定的基本盘;AI算力与光模块向1.6T演进,打开高导热产品的增量空间,但导热凝胶在其中的现实增量集中于服务器散热模组、光模块、电源模块等“芯片外围”环节,而非直接进入裸片级封装。与此同时,导热凝胶行业整体国产化率已超70%,但高端服务器级份额仍然有限,国产替代的核心命题正从“份额提升”转向“层级跃迁”——本土企业能否在头部服务器厂商的下一代平台上获得量产份额,成为下一阶段的关键观测指标。

1、导热凝胶定义及产业链

根据观研报告网发布的《中国导热凝胶行业发展趋势分析与未来投资研究报告(2026-2033年)》,导热凝胶是一种以硅基或有机聚合物为基体、填充氧化铝/氮化硼等导热填料的高分子复合材料,兼具高导热性与柔软填隙能力,用于填充发热元件与散热器之间的微观空气间隙,降低接触热阻。按组份分为单组分(1K)和双组分(2K),按应用场景可分为消费级、车规级与服务器级。

产业链方面,导热凝胶行业上游为硅油/聚合物基体、导热填料(氧化铝、氮化硼、氮化铝)、交联剂等原材料;下游主要应用于消费电子、AI服务器/数据中心、新能源汽车(电池/电控)、通信设备、储能等领域。

导热凝胶行业产业链图解

资料来源:观研天下整理

导热凝胶下游场景需求特征

应用场景

导热系数要求

核心壁垒

消费电子

1-3W/m·K

成本控制、快速交付

新能源汽车(电池/电控)

2-5W/m·K

车规级认证(2-3年)、阻燃等级

AI服务器/GPU

6-8W/m·K以上

高热流密度可靠性、液冷兼容性

通信设备(5G基站)

3-6W/m·K

耐候性、长期稳定性

资料来源:观研天下整理

2、动力电池是导热凝胶行业需求最大增量

动力电池包是导热凝胶当前增长最确定的场景,其需求驱动力来自政策标准、集成技术和用胶量提升的三重叠加。政策端,安全标准正在将导热凝胶从“可选”推向“必选”。2026年7月起,动力电池新国标要求电池必须通过“内部烙铁短路”“钢球穿底撞击”“300次快充循环”三大极限测试。工信部已下达《电动汽车动力电池用导热胶技术规范》行业标准制修订计划。标准体系的完善意味着导热凝胶在电池热管理中的角色从“辅助散热”升级为“安全合规的必要组件”。

技术端,导热凝胶在电池包中的功能已从单纯的“填隙导热”扩展为“热传导+结构粘接+减震阻燃”的多功能集成。中电科三十三所为山西大运远航汽车开发的热管理材料体系(含导热凝胶、导热垫片、导热结构胶、导热灌封胶),正是这一趋势的典型样本,其技术水平被评价为“国内领先”,已应用于天津力神、东风汽车等客户。

供给端,德邦科技的新能源业务“处于行业领先地位”,产品主要供给宁德时代、比亚迪、国轩、亿纬等国内头部电池厂商。博思数据指出,导热凝胶等品类的国产替代率已超过70%。这一国产化进度显著高于封装级液态金属和高端TIM1材料,原因在于动力电池导热凝胶的技术门槛相对集中于配方适配和车规认证,而非半导体级的精密制造能力。

3、AI算力与光模块打开导热凝胶行业增量空间

导热凝胶在AI算力热管理中的角色正在从“边缘辅材”向“关键界面材料”延伸,但其需求逻辑与动力电池有所不同——这里竞争的是导热垫片、相变材料和液态金属,而非传统硅脂。

随着光模块由800G向1.6T演进,DSP、驱动芯片、激光器等器件的热流密度提升,模块内部需要“高导热、低界面热阻、BLT可控且适配自动点胶的导热凝胶、导热膏及相变材料”来填充芯片与壳体之间的微小间隙。鸿富诚的导热凝胶导热系数已达14 W/m·K,其TIM1材料已获得客户认可并开始小批量供应。德邦科技子公司泰吉诺的耐插拔导热复合材料已实现光模块散热领域的批量应用,2026年上半年泰吉诺营收6005.5万元,同比增长57.28%。

光模块速率演进与导热材料需求对照

维度

800G光模块

1.6T光模块

材料需求指向

单模块功耗

25–30W(DSP版本)

突破45W(DR8DSP版本)

功耗抬升倒逼界面材料升级

局部热流密度

DSP局部约180W/cm²

整体热流密度超过100W/cm²

传统风冷极限约50W/cm²,界面热阻控制成为关键

主流TIM导热系数

8–15W/m·K凝胶

15–20W/m·K(部分添加金刚石粉)

导热凝胶需向更高导热率迭代

导热凝胶典型产品

中诺单组分凝胶最高15W/m·K-3

汉高LoctiteTCF14001达14.5W/m·K,专为800G/1.6T设计

国产与国际产品在14–15W/m·K区间形成交汇

相变材料

中诺相变材料最高9W/m·K-3

需适配更低BLT与自动点胶,抑制泵出

相变材料在光模块中承担填隙与热缓冲功能

关键工艺要求

BLT可控、适配自动点胶

更低界面热阻、抗泵出、低挥发(硅氧烷挥发<100ppm)

光模块对光学污染敏感,材料需兼顾导热与洁净度

资料来源:观研天下整理

在AI芯片封装级场景中,导热凝胶的定位需要谨慎判断。封装级TIM1对导热率的要求通常在10 W/m·K以上,且需要满足极低界面热阻和长期可靠性要求。国内厂商在这一层级的产品(如德邦科技的TIM1)尚处于“通过国内某重要封测客户全套可靠性验证”的阶段,距离批量供货仍有距离。导热凝胶在AI算力场景中的现实增量,更多集中在服务器散热模组、光模块、电源模块等“芯片外围”环节,而非直接进入裸片级封装。

导热凝胶在AI算力场景中的应用层级与定位

应用层级

典型部位

导热凝胶的角色

技术要点

代表性进展/数据

芯片级封装(TIM1)

GPU/CPU裸片与散热盖之间

直接接触裸片,热阻要求最高

极低BLT、超高可靠性、长认证周期

德邦科技TIM1“已通过国内某重要封测客户全套可靠性验证”,尚处客户导入阶段,未批量供货;硅宝科技TIM1“尚处客户验证阶段”

封装外围(TIM1.5/TIM2)

GPU/CPU封装盖与散热器之间、功率器件

填隙导热,兼顾公差包容

可点胶、抗泵出、适配自动化产线

德邦科技TIM1.5/TIM2已实现稳定批量出货,应用于AI服务器、交换机、光模块、电源模块等

服务器散热模组

散热器与芯片模组界面

填充装配公差,降低界面热阻

超薄BLT(可至20μm)、抗泵出

莱尔德Tgel600导热凝胶导热率6.4W/m·K,BLT低至20μm,专为AI服务器设计,抗泵出性能比高端导热脂高100-200%

光模块

DSP、驱动芯片、激光器与壳体之间

填充微小间隙,兼顾低挥发

低挥发/低渗油(防光学污染)、高导热

彗晶新材20.0W/m·K后固化单组分凝胶,挥发率0.19‰,面向800G/1.6T光模块;德聚非硅凝胶专为光模块设计,消除硅油迁移风险

电源模块

MOS管、变压器、PCB与散热结构

大面积填隙,兼顾绝缘

厚度可控、适配自动化点胶

铬锐特指出服务器电源模块是导热凝胶大面积填充的典型场景,0.10-0.25mm为厚度甜点区间

资料来源:观研天下整理

4、导热凝胶行业三大趋势:AI服务器增量、新能源放量与国产层级跃迁

长远来看,随着GPU/ASIC芯片热流密度持续攀升,传统导热硅脂已触及性能极限,导热凝胶凭借更好的填隙能力和抗泵出性能,在服务器TIM2层级的应用正在扩大;德邦科技已针对AI服务器开发液态金属片等产品,导热凝胶作为其产品矩阵的一部分,受益于同一客户渠道的渗透。与此同时,新能源汽车正从“可用”走向“必用”:CTP/CTC集成化使电池包用胶量从1.2kg/辆提升至2.8kg/辆,导热凝胶在电芯-冷板界面的应用正在放量,但这一赛道竞争更为激烈,回天新材、集泰股份等以结构胶为主的企业也在切入,导热凝胶面临被导热结构胶部分替代的风险。

在上述两个场景之外,更深层的变化在于国产替代正从“份额提升”转向“层级跃迁”:导热凝胶整体国产化率已不低,但高端服务器级产品的国产份额仍然有限,下一阶段的核心观察指标不再是“国产化率数字”,而是本土企业能否在头部服务器厂商的下一代平台上获得量产份额。(WYD)

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