Новая тенденция электронных теплоизоляционных материалов: высокопроизводительная медная сетка

С быстрым развитием связи 5G, искусственного интеллекта, новых энергетических транспортных средств и других технологий, высокая плотность мощности и миниатюризация электронного оборудования предъявляют более высокие требования к характеристикам теплоотвода. Традиционные теплоизоляционные материалы (такие как графитовые хлопья и керамическое волокно) не смогли удовлетворить двойные требования высокоэффективной теплопроводности и электромагнитного экранирования, в то время как металлокомпозитные материалы, особенно медная сетка, стали популярным выбором для нового поколения электронных теплоизоляционных материалов из-за их превосходной теплопроводности, легкости и технологичности.

Основные преимущества медной сетки

• Эффективная теплопроводность и изоляция

Теплопроводность меди достигает 401 Вт/(м·К), что позволяет быстро отводить тепло от электронных компонентов. В то же время, локальная теплоизоляция может быть реализована за счет многослойной конструкции, чтобы избежать накопления тепла.
Сценарии применения: радиатор чипа, изоляционный слой аккумуляторного модуля, подложка светодиодного освещения и т. д.

• Электромагнитные экранирующие характеристики (EMI)

Медная сетка может отражать и поглощать электромагнитные волны, а ее эффективность экранирования (SE) превышает 60 дБ, что намного превосходит пластиковые или покрывающие материалы.
Сценарии применения: базовая станция 5G, внутренняя экранировка смартфона, аэрокосмическое электронное оборудование.

• Легкий и гибкий дизайн

Ультратонкая медная сетка (толщина 0,05~0,2 мм) может быть согнута для соответствия сложным структурам и уменьшения веса оборудования (например, аккумуляторный блок новых энергетических транспортных средств может быть уменьшен на 30%).

• Защита окружающей среды и преимущество в стоимости

Медная сетка может быть переработана, что дешевле, чем редкий металл (например, серебро), и подходит для массового производства.

Перспективы применения на рынке

• Область потребительской электроники

Драйвер спроса: смартфоны и планшеты становятся все тоньше и тоньше, что требует более высокой эффективности теплоотвода. Пример: чипы серии M от Apple используют комбинированную схему теплоотвода из медной сетки и графита.

• Новые энергетические транспортные средства и хранение энергии

Силовая батарея: медная сетка используется для изоляции теплового слоя сердечника батареи, чтобы предотвратить выход тепла из-под контроля (запатентованная технология в Contemporary Amperex Technology Co., Limited). Зарядная станция: потребность в теплоотводе мощного зарядного модуля способствует проникновению медной сетки.

• Промышленное и коммуникационное оборудование

Базовая станция 5G AAU (активный антенный блок) должна одновременно решать проблемы теплоотвода и электромагнитных помех, и медная сетка является идеальным выбором.

• Аэрокосмическая и военная промышленность

Спутники, радары и другое оборудование имеют строгие требования к легкости и защите от электромагнитных помех, и тенденция замены традиционной металлической фольги медной сеткой очевидна.

Тенденции развития технологий

• Составной дизайн

Медная сетка соединяется с графеном, аэрогелем и другими материалами для дальнейшего повышения теплопроводности и механической прочности (например, патент Huawei на «Сверхпроводящую медную сетку»).

• Технология прецизионного производства

Медная сетка с микроотверстиями реализуется с помощью лазерного травления и технологии электрохимического осаждения для удовлетворения требований микроэлектронных компонентов.

• Интеллектуальное управление тепловым режимом

Самоадаптирующаяся система медной сетки со встроенным датчиком температуры может динамически регулировать путь теплоотвода (направление применения аккумуляторного блока Tesla).

Проблемы и контрмеры

• Проблема окисления

Никелирование или антиокислительное покрытие (например, SiO₂) на поверхности может продлить срок службы.

• Конкуренция по стоимости

Массовое производство + технология переработки для снижения удельной цены (на китайские предприятия по производству медной сетки приходится более 60% мировых производственных мощностей).

• Угроза альтернативных материалов

Усиление незаменимой и дифференцированной конкуренции медной сетки в EMI и гибкости.

Поддержка данных

Размер рынка:Объем мирового рынка электронных изоляционных медных сеток составляет около 1,2 миллиарда долларов США в 2023 году, и ожидается, что он достигнет 2,8 миллиарда долларов США в 2030 году (CAGR 10,2%).
Региональный рост:На Азиатско-Тихоокеанский регион приходится более 50% (доминируют Китай и Южная Корея), а Европа и США ориентированы на высококлассные приложения.

Тег

Медная сетка меняет структуру рынка электронных теплоизоляционных материалов благодаря своим трем характеристикам: «теплопроводность-теплоизоляция-экранирование». Ожидается, что с модернизацией композитных технологий и интеллекта она станет стандартным материалом в области управления тепловым режимом электронного оборудования в ближайшие пять лет. Предприятиям необходимо ускорить исследования и разработки технологий, связать своих основных клиентов (таких как TSMC и BYD) и воспользоваться возможностями на растущем рынке.