Combinaison de structures typique :
Puce → Dissipateur de chaleur/Silicone → Dissipateur thermique VC/Feuille de cuivre → Feuille de graphite (pour expansion thermique latérale) → Boîtier/Ailette ;
Scénario de vide à haute-température : base en graphite isostatique de haute-pureté/bloc de dissipation thermique/vis en graphite, servant directement de support de champ thermique et de dissipation thermique.
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Principe de conductivité thermique : structure en couches anisotrope
Le graphite est composé d'atomes de carbone hybridés sp² disposés en structures en couches hexagonales :
Dans la couche (dans le-plan) : liaisons covalentes fortes, l'efficacité de transmission des phonons est extrêmement élevée → Dans-plan ultra-conductivité thermique élevée
Entre les couches (plan vertical) : faibles forces de Van der Waals → La conductivité thermique hors-hors-du plan est extrêmement faible (≈ 10⁻²⁵ W/m・K)
Caractéristiques principales : Anisotropie - Forte conductivité thermique le long du plan, très faible conductivité thermique perpendiculairement au plan ; La conception doit être disposée dans la direction du plan-pour obtenir une dilatation thermique latérale.am
Avantage de base
Conduction thermique efficace
Conduction thermique ultra-élevée dans-le plan, avec une capacité d'expansion thermique extrêmement forte : 1 500 à 2 000 W/m・K dans le plan, soit 4 à 5 fois celle du cuivre ; répartit rapidement la source de chaleur ponctuelle dans un plan, réduisant considérablement la température de jonction des puces et éliminant les points chauds.
Adaptabilité environnementale extrême
Extrêmement léger, ultra-mince, flexible et capable de se conformer : Densité ≈ 1/4 du cuivre, 0,8 fois celle de l'aluminium ; L'épaisseur peut atteindre 17 μm ; Peut être plié, collé sur des surfaces courbes et s'adapter à des espaces étroits, adapté aux dispositifs semi-conducteurs/électroniques fins et miniaturisés.
Conception personnalisée
Faible dilatation thermique, dimensions stables, résistance aux chocs thermiques : coefficient de dilatation thermique 1 à 4 ppm/degré, bien inférieur à celui du cuivre et de l'aluminium ; non sujet à la déformation ou à la fissuration lors de cycles à haute -température, adapté au fonctionnement stable à long terme-du SiC/GaN, du traitement des plaquettes et des modules d'alimentation.
Résistance aux hautes températures, inertie chimique, bonne stabilité sous vide : Inerte / sous vide
Taille du marché et taux de croissance (2024-2032)
Marché mondial du graphite spécial (y compris la dissipation thermique) pour semi-conducteurs en 2024 : 399 millions de dollars, qui devrait atteindre 577 millions de dollars en 2031, avec un TCAC de 5,5 % ;
Marché mondial des composants en graphite pour lingots SiC en 2024 : 2,783 milliards de yuans, qui devrait atteindre 6,941 milliards de yuans en 2031, avec un TCAC de 12,91 % ;
Marché chinois des dissipateurs thermiques en graphite en 2025 : 18,67 milliards de yuans, en hausse de 19,3 % sur une année-sur-année ; les téléphones mobiles représentent 42,5 %, les véhicules à énergies nouvelles/électronique de puissance 28 %, les serveurs/IA 15 % et autres 14,5 % ;
Facteurs déterminants : augmentation du taux de pénétration du SiC/GaN, puissance de calcul de l’IA, légèreté et amincissement, substitution nationale accélérée
Spécifications techniques
| Article | Graphite rigide de haute-pureté | Graphite imprégné | Graphite souple | Conditions d'essai |
|---|---|---|---|---|
| Carbone Fixe | Supérieur ou égal à 99,95 % | Supérieur ou égal à 99,9 % | Supérieur ou égal à 98,5% | Température ambiante. |
| Densité apparente (g/cm³) | 1.75~1.90 | 1.70~1.85 | 1.10~1.40 | Température ambiante. |
| Max. Temp. (Vide) | 2200 degrés | 2100 degrés | 1800 degrés | Ar/N₂ |
| Max. Temp. (Air) | 450 degrés/1800 degrés (revêtement SiC) | 420 degrés | 380 degrés | Atmosphérique |
| Taux de fuite de gaz (Pa·m³/s) | Inférieur ou égal à 10−9 | Inférieur ou égal à 5×10−9 | Inférieur ou égal à 10−8 | Vide poussé |
| Coefficient de dilatation thermique (/degré) | 1.8∼2.2×10−6 | 2.0∼2.5×10−6 | 2.5∼3.0×10−6 | 25 ~ 1000 degrés |
| Taux de compression | - | 8%~12% | 25%~40% | Pression standard |
| Taux de récupération | - | Supérieur ou égal à 75% | Supérieur ou égal à 60% | Pression standard |
| Vide applicable | 10−4∼10−6 Pa | 10−3∼10−5 Pa | 10−2∼10−4 Pa | Travail sous vide |
Données de performance de base (quantitatives)
Feuille de graphite synthétique : conductivité thermique dans le plan-1 500 à 1 900 W/m·K, épaisseur 0,017 à 2 mm, densité 2,1 g/cm³ ;
Graphite pyrolytique TPG : conductivité thermique dans le plan-de 2 000 à 2 200 W/m·K, pour les applications militaires/aérospatiales-haut de gamme ;
Graphite isostatique de haute pureté-(composants structurels de dissipation thermique) : pureté supérieure ou égale à 99,99 % (4N-5N), densité 1,75-1,9 g/cm³, résistance à la flexion supérieure ou égale à 30 MPa, taux d'évacuation sous vide inférieur ou égal à 10⁻⁹ Pa·m³/(m²·s) ;
Coefficient de dilatation thermique : 1 à 4 ppm/degré, seulement 1/5 de cuivre et 1/6 d'aluminium.
Domestication et paysage concurrentiel
Leaders mondiaux : SGL (Allemagne), Toyo Carbon (Japon), Mercon (France) ;
Taux de domestication en Chine : 2020 < 15 %, 2025 ≈ **35 %**, objectif 2030 > 60 % ; La pureté haut de gamme-haut de gamme-et le graphite enrobé (SiC/TaC) accélèrent les percées.
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