电子设备-热管理之端侧行业深度：主动散热释放端侧AI无限潜力

主动散热释放端侧AI无限潜力——热管理之端侧行业深度摩尔定律放缓叠加端侧AI驱动，热管理行业不断升级。随着芯片制程向更极限推进，晶体管密度的增速显著放缓，单晶体管功耗不再下降。AI时代，云侧算力需求爆发式增长，端侧AI加速落地，单芯片性能增长以片上晶体管数目增长为基础，跟不上算力需求增速，必然导致芯片等硬件“以量、以面积换性能”；单晶体管功耗不再下降，片上晶体管数目增加，必然导致单芯片功耗增加，即“以功耗换性能”。端侧散热压力陡增。随着AI大模型的发展，我们判断，端侧智能体AIAgent将彻底改变智能手机的现有使用方式，而AIAgent将成为移动端用户的全天候全场景随身智能助理。全天候全场景，意味着AIAgent将不完全依赖网络，而处于本地在线状态随时听候唤起。AIAgent将消耗端侧芯片更多性能，处理器将长时间甚至全天候处于“工作”状态。在此基础上，用户对智能手机其他功能的使用，可能加剧手机功耗的增长，最终引发手机温升、处理器降频，而影响用户体验。因此，我们认为，端侧AI的发展，必将受到端侧散热的限制，也将因端侧散热技术的突破而释放更大潜力。被动散热已近物理极限，移动终端将进入主动散热时代。传统手机主要采用被动散热方式，包括VC均热板、石墨烯、石墨等。随着摩尔定律放缓而端侧性能需求的增长，VC面积不断增大，材料端持续迭代，被动散热已经接近物理极限，而主流品牌厂商均前瞻储备主动散热相关技术研发。随着微泵液冷、微型风扇等技术的成熟度和成本进一步优化，移动终端将进入主动散热时代。假设2030年手机终端主动散热渗透率为30%，ASP下降到44元，预计2030年市场规模将达到200亿元。我们看好当下两类终端主动散热技术在AIAgent时代大放异彩：微泵液冷、微型/超薄风扇。主动散热将显著提高智能手机使用极限，释放端侧AI无限潜力。微泵液冷：从手机壳配件到机身，看好微泵液冷方案渗透率提升。微泵液冷技术最早由华为于2023年8月推出，用于Mate60系列手机壳。壳体内侧采用高性能相变材料PCM，内含2亿颗微胶囊，能够高效吸收机身热量，内置超薄液冷层，搭载高精微泵，驱动冷却液循环，将机身热量均匀分散，高效散热降温。随着国内头部手机品牌厂的微泵液冷技术趋于成熟，及核心零部件和模组的国产替代带来成本下降，我们看好微泵液冷从手机配件走向手机机身和内部。微型风扇：从后盖外挂到机身集成，风扇微型化成熟。内置风扇最早始于红魔游戏手机，OPPO今年首次搭载于普通机型K13Turbo系列，放置于摄像头下方，体积仅为半截拇指大小，重量3.4克左右。随着体积、噪音、功耗等技术难度突破，微型风扇的渗透率有望进一步提升。产业链相关标的：1）模组相关，飞荣达、苏州天脉、中石科技、领益智造、思泉新材、捷邦科技；2）芯片相关：艾为电子、南芯科技、峰岹科技。历史收益率曲线历史收益率曲线2024/72024/102025/行业数据行业数据相关报告相关报告《热管理行业深度：摩尔尽，散热兴》《电子行业：灵蛇吐珠，前瞻四大科技趋势》请务必阅读正文后的声明及说明 5 5 6 8 132.1.性能提升叠加轻薄化的瓶颈日益凸显，主动散热方案有望陆续推出 2.2.微泵液冷：从手机壳渗透到后盖，有望替代被动散热 2.2.1.从手机壳配件到后盖，看好微泵液冷方案渗透率提升 2.2.2.产业链为零部件、模组、终端三个环节，国内厂商已实现国产替代 2.3.微型风扇：从游戏机渗透到普通机型，微型风扇技术逐渐成熟 2.4.主流品牌厂商积极储备相关技术，手机即将进入主动散热时代 20 203.2.端侧主动散热产业链各环节梳理 20 224.1.散热模组核心标的 224.1.1.飞荣达：华为战略供应商，摩尔定律 4.1.2.苏州天脉：中高端导热散热材料开拓者，有望充分受益于端侧AI迎来量价 4.1.3.中石科技：石墨散热龙头，新产品新项目放量 4.1.4.领益智造：果链精密制造供应商，新业务有望加速放量 4.1.5.思泉新材：北美大客户进展顺利，业绩进入快速释放期 4.1.6.捷邦科技：苹果供应链深度渗透，业绩增长换挡提速 324.2.1.艾为电子：中国领先的数模混合芯片设计企业，盈利能力持续提升 4.2.2.南芯科技：电源管理芯片深耕者，多元业务驱动营收占比动态优化 38请务必阅读正文后的声明及说明3/40 5 6 6 6 7 7 7 7 8 8 9 9 9 错误!未定义书签。 请务必阅读正文后的声明及说明 37请务必阅读正文后的声明及说明1.1.摩尔定律放缓，芯片单位面积功数，增速显著放缓。尽管随着技术迭代，晶体管密度的绝对值仍然的下降以及对应资本开支的不断上涨，充分表明摩尔定律正在逐步失效。0体管的尺寸不断缩小，单个晶体管工作的功耗将随之减小。这是因为尺寸意味着更低的阈值电压和更少的漏电流，从而减少了静态功耗。随着栅极长度缩短，短沟道效应会更加明显，更多的电流会通过器件分泄漏，因此尺寸较小的器件将无法满足功耗和性能要求。以英伟达体管功耗处于不同量级，然而两者的下降速度均趋于平缓，其中英伟请务必阅读正文后的声明及说明0.20.0B100N4P300025002000150010005000A100N7M40N28P100A100N7M40N28P100N16V100N12H100N4N28TDPpertransistor（mW/亿晶体管）晶体管密度（亿/mm2）3002502000.4500.200.00A9N14-SA10N16A11N10A12N7A17A9N14-SA10N16A11N10A12N7A17ProN3A14N5A15N5PA16N4N7EUVTDPpertransistor（mW/亿晶体管）晶体管密度（亿/mm2）越来越高。尽管各大芯片厂商不断优化芯片架构设计，但芯片面积受（掩膜版曝光面积有限）或者应用场景（手机等空间体积要求高）限的芯片对应功耗仍然不断增加，其底层逻辑正是摩尔定律失效，单个晶体管尺寸、功耗的优化速度不能满足性能需求的增长速度，进而只能增加单位面产手机芯片上尤为明显，究其根本在于先进制程受限令国内芯片的摩止演进。400●●N28N16N12N7N7N5N5EN4N4PN3N3ETDPmW/mm2英伟达TDPmW/mm2苹果历了尺寸缩小、网络升级、按键到触屏、功能机到智能机等多方面的发消费者日益增加的精神文化需求。伴随手机功能的多样化与智能化发展请务必阅读正文后的声明及说明86420A10N16A11N10A12N7A9N14-SA14N5A10N16A11N10A12N7A9N14-SA14N5A15N5PA16N4A17ProN3A18ProN3EN7EUV86420在初期探索阶段，新的功能和特性将首先被赋予算力资源更加充裕式AI模型，实现多模态内容生成、情境感知数据来源：CounterpointReAI手机渗透率（%）积和主频等，带来了芯片功耗的增加。例如华为麒麟的硬件性能提升，本质请务必阅读正文后的声明及说明过功耗来换性能。因此从中长期的角度来看，随着X2的单核CPU功耗仅为4.1W和3.3W。数据来源：CounterpointRe热对流原理，对发热器件进行强制散热，比如风扇、液冷中的水泵、相变压缩机。主动散热器件特点是效率高，但需要其它能源的辅助。被动散热采导原理，仅依靠发热体或散热片对发热器件进行降温。手机终端、平板电脑型消费电子受内部空间结构限制的影响，多采用被动散热方案。一般地说，度小于0.08W/cm2，采用自然冷却方式；热流密度超过0.08W/c走热量；请务必阅读正文后的声明及说明面材料传导到热管或均温板，然后热管或均温板再将热量快速传匀散开，石墨膜在手机平面方向把热量传导到金属支架及手机机可以显著提高手机的导热和均热效率，石墨烯和石墨膜也为手机的均热效率。由于发热元件与散热片微表面不平，使两者间的有隔开，不能有效散热。智能手机散热系统需通过导热界面材料填片间的空隙，从而提高散热效率。导热系数（KW/m·K）550数据来源：华经产业，艾为赛新材料，东北组合作为散热方案。随着手机散热需求提升，品牌厂商普遍采开始，VC的覆盖面积从SoC到主板再到大半个屏幕，实现了从110mm2左右到请务必阅读正文后的声明及说明10超薄均热板结构设计与制造难度较大。数据来源：《超薄均热板的研究现状及发展趋势》，东北证券热传导依赖于其内部的毛细结构，蒸汽通过这一结构实现高效的热量传递。然而，随着均热板厚度的不断减小，毛细结构的设计和制造变得更加复杂缩小导致蒸汽流动的阻力增加，同时液体回流速度下降，进而影响体工质回流、提供液体工质流动通道、促进工质气液相变和将壳体热工质等功能，是影响均热板传热性能的重要因素。评价吸液芯结构传请务必阅读正文后的声明及说明12一般为毛细压力、导热性、渗透性。根据结构组成泡沫金属吸液芯具有较高的毛细压力和较大的孔隙率，但孔隙较高，并则，导致其结合强度不够牢固，力学性能较低，且制备工艺较为复杂，成本较高；如粉末烧结吸液芯，导热系数不如沟槽吸液芯，然而丝网吸液芯制数据来源：《超薄均热板的研究现状及发展趋势》，请务必阅读正文后的声明及说明132.技术成熟度提升叠加成本优化，移动终端有望进入主动散2.1.性能提升叠加轻薄化的瓶颈日益凸显，主动散热方案有望陆续推出夹利用半导体制冷片，以珀尔帖效应为设计原型，再用风扇辅助是体积相对硕大，风扇噪音较大，且需要单独供能使用，使用场（下图从上而下依旧由小风扇、铝合金散热板、控制电路板、制86420数据来源：《Reviewofapplicationsandd在狭小的空间内实现高效的散热成为了制约技术进步的关键因素之一微泵液冷、拇指风扇等主动散热技术的成熟，移动终端有望进入主动规模将达到201亿元。//请务必阅读正文后的声明及说明142.2.微泵液冷：从手机壳渗透到后盖，有望替代被动散热2.2.1.从手机壳配件到后盖，看好微泵液冷方案渗透率提升液冷层，搭载高精微泵，驱动冷却液循环，将机身热量均匀分散，高效散热降温。此外，壳体内部自带无线充电线圈，带上后会自动激活手机的无线反向充电功能。跑分和帧率得以提升，微泵液冷释放手机性能。根据微泵液冷壳的测评，使用c技术成熟叠加成本下降，看好微泵液冷从配件渗透到手机后盖。相比传统的石墨、请务必阅读正文后的声明及说明15率提升300%，可快速带走CPU、电池），及核心零部件和模组的国产替代带来成本下降，我们看好微泵液冷从手机内部。根据艾为电子的公告，其微泵液冷驱动产品目前已在多家2.2.2.产业链为零部件、模组、终端三个环节，国内厂商已实现括飞荣达、中石科技、苏州天脉等。在电场作用下，泵的腔体容积会发生变化，从而对液体产生“吸”或“压”力，并请务必阅读正文后的声明及说明16宜的温度范围内。PCM材料在相变过程中吸收/释放的能量是其它单一材料的几十倍甚至上百倍。2.3.微型风扇：从游戏机渗透到普通机型，微型风扇技术逐渐成熟努比亚推出旗下游戏手机新品红魔3，首次加入了全新升级的高效随着供应链成熟，风扇模组的成本下降，拇指风扇有望渗透到更广泛的消费群体。能输出更强。风力提升120%的同时，可能通过结构优化降低了噪音与功请务必阅读正文后的声明及说明17K13Turbo进行连续30分钟《崩坏：星穹铁道》超高帧率模式，关掉风扇时温度高请务必阅读正文后的声明及说明18的主动微型冷却芯片，利用固态风扇技术，在芯片中集成了大量似扬声器的模式让这些压电元件产生振动，成千上万微小振动产波会直接冲击导热材料表面，产生高速的气流，快速的将热量带走。2.4.主流品牌厂商积极储备相关技术，手机即将进入主动散热时代程的落后导致其功耗高于高通、苹果等芯片，过去在散热方面最为主动。热装置包括外壳、环形扇叶和驱动部件。驱动部件驱动环形扇叶在环形容转动，使气流依次通过进风口、进风端、风道、出风端、出风口。摄像模苹果亦前瞻布局主动散热，研发方向为液冷技术。除安卓外，苹果虽然在今年请务必阅读正文后的声明及说明19交名称为“用于电子设备的液态热交换器”塞、一个或多个电磁线圈和电源。这些电磁线圈和电源可以塞运动，使流体在管道内循环。随着技术成熟度和成本进一步请务必阅读正文后的声明及说明20/403.1.主动散热释放端在此基础上，用户对智能手机其他功能的使用，可能加剧手机功耗的增长散热的限制，也将因端侧散热技术的突破而释放更大潜力。更难散热到空气中，因此散热需求更加急迫。例如，小米MIXFold配备了冷方案+导热凝胶+多层石墨片+材料级耐弯折石墨片，屏幕下还有整块铜箔我们看好更多形态的主动散热产品搭载于手机、电脑、手脉、中石科技、艾为电子、南芯科技等，微型风扇相关标的包括峰岹产、台达电子等。请务必阅读正文后的声明及说明21/40请务必阅读正文后的声明及说明22/404.1.1.飞荣达：华为战略供应商，摩尔定律放缓广泛应用于通信、消费电子和新能源领域。公司在深圳、苏州、常州建有生产基地，在亚洲、欧洲和美洲设立了十多个办事处，为全球客户提供便捷专业的电磁屏蔽及导热应用解决方案。2024年，公司瞄准新能源新图41：飞荣达发展历程表2：飞荣达主要产品散热器件及模组请务必阅读正文后的声明及说明23/40电磁屏蔽材导电橡胶、无线充电模组、金属屏蔽件图42：2021-2024飞荣达分业务营业收入（亿元）50图43：2021-2024飞荣达分业务营收占比热管理材料及导热器件电磁屏蔽材料轻量复.基站天线及相关器件.充电类产品■其他收入其他电子器件其他业务请务必阅读正文后的声明及说明24/404.1.2.苏州天脉：中高端导热散热材料开拓者，均温板、导热界面材料、石墨膜等产品在内的产品矩阵，产品广泛应用脑、智能手机等消费电子以及安防监控设备、汽车电子、通信设备等材料配方、制造技术、产品架构和自动化等领域拥有自主研发的关键技松下等众多知名品牌的终端产品，并与比亚迪、瑞声科技、富士康、中盈精密、捷邦精密等国内外知名电子配件厂商保持图44：苏州天脉发展历程产及销售，主要产品包括热管、均温板、导热界面材料、石墨膜于智能手机、笔记本电脑等消费电子以及安防监控设备、汽车电域。公司在材料配方、加工工艺、产品结构、自动化等多个方面术，能够为下游行业客户提供精准的导热散热产品及创新的散热业内少数同时具备中高端导热材料和热管、均温板等高性能导热表3：苏州天脉主要产品胶请务必阅读正文后的声明及说明25/40膜产品实现营收0.43亿元，占比4.6%。2024年热管理材料实现营收9.28亿元，占图45：2019-2024苏州天脉分业务营收（百万元）0图46：2019-2024苏州天脉分业务营收占比.石墨膜.其他主营业务.其他业务04.1.3.中石科技：石墨散热龙头，新产品新项目放量及时推出新一代超高导热人工石墨，满足下一代手机发展需求。公司相继出了超高导热人工合成石墨、高可靠性高性能热界面（TIM）材料、新型超请务必阅读正文后的声明及说明26/40新能源汽车、电子电力、机械制造、轨道交通等行业的产品优势，可持续为客供有竞争力的热管理及电磁兼容全面解决方案。表4：中石科技主要产品产品线示意图应用场景高导热石墨导热界面材胶粘剂产品通信基站、手机、平板电脑、智能家居设备、汽车电子（三电请务必阅读正文后的声明及说明27/40图48：2020-2024中石科技分业务营业收入（百万元）0图49：2019-2024中石科技分业务营收占比导热材料.EMI屏蔽材料.电源滤波器.其他业务0券4.1.4.领益智造：果链精密制造供应商，新业务有望加速放量客户提供精密功能件、结构件、模组等智能制造服务及解决方案。公司具备模切、请务必阅读正文后的声明及说明28/40图50：领益智造发展历程等事业群，在全球范围内进行供应链布局。公司充分利用材件、模组组装、整机组装五大平台的协同效应，纵向打通各业务板块的客户渠道，智能穿戴、智能家居等产业领域，进一步拓展商业布局，抓表5：领益智造主要产品散热产品-不锈钢VC、手机按键-静音键、手机摄像头支架等光伏储能产品功能及结构件产品实现营收231.69亿元，占比67.90%。充电器产品实现营收66.94亿元，占比19.62%。其他业务方面，汽车产品实现营收1亿元，占比92.13%。汽车及低空经济产品实现营收21.17亿元，占比4.79%。请务必阅读正文后的声明及说明29/40图51：2021-2024领益智造分业务营业收入（亿元）——其他AI终端20212022图52：2021-2024领益智造分业务营收占比0AI终端4.1.5.思泉新材：北美大客户进展顺利，业绩进入快速释放期品成功通过三星电子无线事业部认证，进入三星的石墨膜物料资源新股上市，业务逐步向磁性材料、纳米防护材料、缓冲泡棉材料等图53：思泉新材发展历程汽车行业、通讯设备行业、工业控制行业、半导体行业。主要产品散热膜、人工合成石墨散热片等热管理材料，主要应用于智能手机记本电脑、智能穿戴设备等消费电子应用领域。自成立以来，公司在电子电气产品热管理领域的高导热材料，并逐步向磁性材料、纳请务必阅读正文后的声明及说明30/40表6：思泉新材主要产品磁性吸波材料、非晶磁性隔磁片、纳米晶磁性材料及其隔磁片图54：2019-2024思泉新材分业务营收（百万元）0 图55：2019-2024思泉新材分业务营收占比.其他收入.其他业务4.1.6.捷邦科技：苹果供应链深度渗透，业绩增长换挡提速请务必阅读正文后的声明及说明31/40合精密功能键、金属精密功能结构件、纳米防护材料及精密功能结费电子、智能终端等核心领域。主要产品包括：柔性复合精密功能机、无人机等消费电子及智能设备的精密功能结构件。自成立以来在应用于消费电子设备的功能件及结构件领域，并逐步向柔性复合表7：捷邦科技主要产品柔性复合精密功金属精密功能结精密功能及结构件请务必阅读正文后的声明及说明32/40其营收占比已从2019年的96.45%图57：2019-2024捷邦科技分业务营收（百万元）0图58：2019-2024捷邦科技分业务营收占比■精密功能件及结构件.碳纳米管.其他业务4.2.1.艾为电子：中国领先的数模混合芯片设计企业，盈利能力持续提升图59：艾为电子发展历程请务必阅读正文后的声明及说明33/40产品包括高性能数模混合芯片、电源管理芯片、信号链芯片等。汽车电子等新兴领域持续布局，推出了多款满足高算力设备需求液冷驱动芯片和Hyper-Hall霍尔表8：艾为电子主要产品产品线示意图产高性能数模混合芯片电源管理芯片；DCDC开关电源LCDBias；AmoledP马达驱动；步进马达驱动；MOS等信号链芯片运算放大器；高速开关；模拟开关；电平转换；接口芯片源管理芯片和信号链芯片均实现了显著增长。高性能数模混合芯片收入2客户并实现量产。公司通过产品迭代、新市场开拓（如工业互联、请务必阅读正文后的声明及说明34/40图60：2022-2024艾为电子分产品营业收入（百万元）0图61：2020-2024艾为电子分业务营收占比4.2.2.南芯科技：电源管理芯片深耕者，多元业务驱动营收占比动态优化最早聚焦于复杂电源管理芯片自主创新的企业之一。公司将先进的升降压（Buck-Boost）、电荷泵（ChargePump）、直充、NVDC路径管理等核心技术深度整合于快速、安全的电能转换与管理。其产品以高性能、高集成度和高可靠性设备获得最优的电源效率和用户体验，并已广泛应用图62：南芯科技发展历程车电子电源管理。为移动设备供电控制、智慧能源系统运行、通用设备电能调配、汽车电子电路管理等应用场景提供支持。移动设表9：南芯科技主要产品产品线示意图产请务必阅读正文后的声明及说明