浙商证券 计算机行业AI散热专题一之TIM材料：AI散热的“价值窄门”

摘要

报告认为，AI功耗跃迁使热界面材料（TIM）从边缘辅材升级为散热链路中不可绕过的技术瓶颈，材料正由传统硅脂向石墨烯（90-200W/m·K）及液态金属迭代，并催生TIM1.5/TIM3新层级；高端TIM真正的壁垒在于量产工艺闭环与长达1-3年的客户认证周期，有效供给稀缺，鸿富诚2025年碳基导热垫片收入达2.52亿元、较2023年翻6倍，印证高壁垒下的强盈利弹性。 市场空间上，据QY Research，全球TIM销售额将从2024年的20.12亿美元增至2031年的41.48亿美元（2025-2031年CAGR 10.74%），中国市场2024年为10.27亿美元、2031年增至21.64亿美元（CAGR 11.09%）并占全球过半份额。 增量来自三条曲线：英伟达Rubin平台全面转向石墨烯热界面材料打开高端TIM2成长空间（TDP升至1400W-1800W、极端配置达2300W，100%全液冷）；无盖裸片与3D堆叠催生TIM1.5等“从0到1”纯增量；1.6T光模块与CPO架构带来密集界面需求。 竞争格局分层鲜明，高端由欧美日龙头主导，国内厂商在石墨烯、碳纳米管等新型高导热材料取得阶段性突破，未上市的鸿富诚为石墨烯TIM龙头（2025年收入约5.7亿元）。 报告行业评级“看好”，建议关注中石科技、德邦科技、苏州天脉、阿莱德、飞荣达，其中中石科技与德邦科技为高端TIM2双龙头，业绩兑现期或在2026-2027年。

主要观点

• TIM从辅材变瓶颈：芯片与散热部件接触面存在5–50μm空隙、空气导热系数仅0.026W/m·K，AI芯片功耗持续突破使TIM热阻成为热量传出的第一道物理关卡，直接决定结温是否超阈值、芯片能否满负载运行。

• 材料全面迭代：传统硅脂易泵出、干涸、挥发分层，新一代GPU局部热点热流密度突破600W/cm²、冷板式与浸没式液冷大规模落地；英伟达Vera Rubin取消液态金属方案，转向全面采用新型石墨烯热界面材料。

• 高端TIM供给偏紧：中低端门槛低、国内企业价格竞争激烈且已规模量产，高端由欧美日龙头主导半导体级、车规级市场；“配方+工艺”壁垒高、认证周期长达1~3年，新进入者难以突破，形成梯度紧缺。

• 紧缺本质是通过头部客户认证的有效供给有限，而非材料全面短缺；鸿富诚凭石墨烯导热垫片先发优势进入全球头部AI芯片企业供应链，2025年碳基导热垫片收入达2.52亿元、较2023年翻6倍，验证高壁垒下的高盈利弹性。

• 市场规模：2024年全球TIM销售额20.12亿美元，预计2031年增至41.48亿美元（2025-2031年CAGR 10.74%）；中国市场2024年10.27亿美元、2031年增至21.64亿美元，CAGR 11.09%且占全球过半份额。

• 增量一（AI GPU）：GB200/GB300单芯片TDP 1000W-1400W、80%-85%液冷，Vera Rubin升至1400W-1800W（极端配置达2300W）、100%全液冷全覆盖并采用石墨烯热界面材料，Rubin Ultra 2027年约1800W，高端TIM2在散热BOM中的价值贡献有望提升。

• 增量二（先进封装）：无盖裸片使TIM1.5成为裸片与冷板/散热器之间的直接界面层，3D堆叠催生层间散热需求，两层均为“从0到1”的全新增量，而非对既有TIM1/TIM2的简单替代。

• 增量三（光模块/CPO）：800G最大功耗14.5–17W、Arista 1.6T最高28W/端口、OSFP-XD支持最高3.2Tbps，散热方案由IHS/RHS向高性能TIM、VC及液冷冷板延伸；可插拔P-TIM还需在≤50N下压力下经受超过500次插拔且性能不降。

• 竞争格局分层：汉高、陶氏、信越等欧美日龙头凭配方积累与全流程品控占据高附加值市场；国内中石科技为高端TIM2龙头（材料覆盖最全），德邦科技TIM1/1.5/2平台化，鸿富诚为未上市石墨烯TIM龙头、2025年收入约5.7亿元。

• 高端TIM2双龙头：中石科技（300684.SZ）“材料+器件”一体化、向VC/冷板/液冷模组延伸；德邦科技（688035.SH）收购泰吉诺实现TIM1/1.5/2全面布局、TIM1（16-18W/(m·K)）已通过头部客户全套可靠性测试即将转量产；两者业绩兑现期或在2026-2027年高度重叠。

• 差异化与传统路线：阿莱德（301419.SZ）40W取向碳纤维垫片配方定型、12W凝胶小批量；飞荣达（300602.SZ）导热界面+散热模组+石墨膜协同切入AI服务器（客户验证中）；苏州天脉产品矩阵覆盖5大类19小类、TIM最高导热系数约15W/mK，新客户导入通常需1–2年。

论述逻辑

• AI芯片功耗跃迁（GB200/GB300 TDP 1000W-1400W → Vera Rubin 1400W-1800W、局部热流密度突破600W/cm²）→ 风冷走到物理极限、液冷大规模落地，TIM从边缘辅材升级为散热第一道物理关卡 → 材料由硅脂/液态金属转向石墨烯，并催生TIM1.5/TIM3新层级 → 高端壁垒在量产工艺闭环（良率、一致性）与1-3年客户认证周期，有效供给稀缺（鸿富诚2025年碳基垫片收入2.52亿元、翻6倍验证盈利弹性）→ 需求端三重增量（Rubin全面转用石墨烯TIM2、无盖裸片/3D堆叠“从0到1”、1.6T光模块与CPO密集界面）支撑全球市场从2024年20.12亿美元增至2031年41.48亿美元、中国CAGR 11.09% → 高端市场由欧美日主导、国产厂商在新型材料取得阶段性突破并卡位国产替代 → 建议关注中石科技、德邦科技、苏州天脉、阿莱德、飞荣达。

关键展望

• 英伟达新平台节奏：Vera Rubin预计2026年Q3首批交付、Q4规模量产（TSMC 3nm、100%全液冷、石墨烯热界面材料），Rubin Ultra预计2027年推出。

• 业绩兑现窗口：中石科技与德邦科技业绩兑现期在2026-2027年或高度重叠；德邦科技TIM1验证完成后转量产，中石科技处于客户导入与验证阶段。

• 紧缺向业绩传导的验证信号：价格、交期、二供导入和高端产品收入同步改善，将构成结构性偏紧向业绩传导的直接证据。

• 行业评级“看好”，对应报告日后6个月内行业指数相对沪深300表现+10%以上。

• 风险提示：AI算力及高速光模块需求不及预期；石墨烯TIM产业化及客户导入不及预期；国际厂商竞争及替代技术路线；原材料供应及价格波动；扩产、客户集中及盈利能力波动。

推荐标的

• 行业评级“看好”；投资建议为建议关注中石科技、德邦科技、苏州天脉、阿莱德、飞荣达，报告未给出个股评级与目标价。

• 中石科技（300684.SZ）：高端TIM2卡位+系统协同，“材料+器件”一体化向VC、冷板及液冷模组延伸，覆盖机器人、服务器、光模块、消费电子等场景。

• 德邦科技（688035.SH）：TIM1/1.5/2平台化量产，收购泰吉诺补齐金属基，TIM1（16-18W/(m·K)）已通过头部客户全套可靠性测试即将转量产。

• 阿莱德（301419.SZ）：差异化路线，40W取向碳纤维垫片配方定型、12W凝胶小批量，关键催化剂为取向碳纤维垫片客户验证+20W凝胶量产。

• 飞荣达（300602.SZ）：导热界面+散热模组+石墨膜协同切入AI服务器，AI服务器客户验证中，关键在AI服务器TIM国内大客户突破及订单落地与毛利表现。

• 苏州天脉：热管理产品矩阵覆盖5大类19个细分品类，TIM最高导热系数约15W/mK，迁移路径为消费电子量产能力→服务器客户认证→高性能TIM升级→增量收入兑现。

• 鸿富诚（未上市）：石墨烯TIM龙头，2025年收入约5.7亿元，凭先发优势进入全球头部AI芯片企业供应链，2025年碳基导热垫片收入2.52亿元、较2023年翻6倍。