随着消费电子领域芯片算力、快充功率持续提升,机身却不断轻薄化,主板、电池周边的隔热装配间隙普遍压缩至0.5mm以内,早年靠泡棉、PI薄膜、玻璃棉的传统方案,已经越来越难满足需求。

传统材料的适配性短板十分突出:

  • 厚度上,普通隔热泡棉热压后仍超1mm,塞不进毫米级缝隙,硬压还会塌孔折损隔热效果;

  • 性能上,常规泡棉导热系数高于静止空气,设备密闭空间内热量易穿透造成局部发烫;

  • 量产端,这类材料易掉纤维、质地脆,模切贴装良品率低,粉体还可能污染精密元器件,过不了电子厂品控。

为填补这一缺口,行业目前主流的超薄隔热材料有三类:

  • 超薄真空绝热板(VIP)隔热性能最强,但量产厚度难破1mm,且破损即失效、成本高昂,仅少数高端机型局部使用;

  • 普通PI薄膜便宜耐弯折,但隔热性能有限,仅能满足入门级设备基础需求;

  • 气凝胶隔热膜是当前综合表现最均衡的方案,占据八成以上中高端机型的超薄隔热份额。

气凝胶是一种高孔隙率、高比表面积的三维网络状结构的纳米材料。常规气凝胶比表面积~700m²/g,孔隙率95%-99.8%,均匀分布的纳米级孔隙结构几乎隔绝热传导和热对流,赋予其远胜其他传统材料的隔热性能,导热率最低可达0.012-0.016 W/(m·K),只相当于空气的1/2。

气凝胶隔热性强,但原生气凝胶质脆易掉粉,无法直接用于消费电子。目前量产的气凝胶隔热膜均采用多层复合结构,弥补了纯气凝胶的机械短板:

  • 核心隔热层:以二氧化硅气凝胶为主体,高端产品掺入纳米碳纤维或氮化硼纤维,兼顾隔热与力学性能;

  • 增强基材层:以耐高温的PET/PI/玻纤布为骨架,高端款复合超薄金属箔,提升抗拉伸与抗撕裂强度,满足模切与贴装需求;
  • 表面防护层:由热熔胶与耐磨保护层组成,密封气凝胶粉体防掉粉,同时增强耐磨、耐刺穿与抗压缩性能。
复合结构赋予气凝胶隔热膜三大核心优势:
极致的超薄特性,量产产品厚度覆盖 0.08-0.5mm,适配手表/TWS等紧凑空间;
② 稳定高效的隔热能力,常温导热系数导热系数0.014-0.024W/(m·K),密闭环境下性能不衰减,隔热效果稳定可靠
工艺适配性强,柔韧性强,可弯折、模切成任意异形尺寸,贴合精度±0.1mm,适配消费电子的高速自动化产线;
同时,材料阻燃本身阻燃、绝缘、耐高低温(工作温度覆盖-40℃至100℃以上),符合电子行业的安全和可靠性标准

如今超薄气凝胶隔热膜已在消费电子领域广泛应用,从手机、笔记本、平板到智能穿戴设备,都能看到它的身影。应用逻辑也从简单的 “隔温”,发展成 “定向导流 + 精准隔热” 的系统化方案,通常和石墨片、VC 均热板、导热凝胶搭配使用,共同组成完整的热管理系统。

手机领域

手机是气凝胶隔热膜最大的应用市场,已基本覆盖主流旗舰机型,核心应用集中在三个区域:

  • SoC与中框、后盖之间:作为发热最集中的区域,高性能处理器满载时温度可超80℃,若不阻断,热量将直接传导至握持区。在屏蔽罩与中框间加一层气凝胶膜,配合下方VC均热板横向均热,可有效阻断垂直热传导,实测表面热点温度降低3-7℃,握持体验显著提升;

  • 电池与主板、后盖之间:百瓦快充普及使充电时电池温升明显,既影响手感,也可能干扰周边精密器件。在电池周围贴附气凝胶膜,可阻隔热量传递,并在极端热失控时延缓热量蔓延,提升整机安全性;

  • 高发热与敏感元器件之间:如5G射频芯片、电源管理芯片与温度传感器、摄像头模组相邻处,用小块气凝胶膜做热隔离,避免局部发热影响传感器精度、摄像头降频或掉帧。

相关应用案例:

  • 2020年12月,小米11全球首次在手机上大规模应用纳米气凝胶,之后的小米 MIX Flip、Redmi Turbo 3、REDMI Turbo 5 Max等机型中也有采用气凝胶隔热材料;

  • 2025年7月,荣耀Magic V5在折叠屏旗舰中首次采用气凝胶隔热材料

  • 2025年10月,武汉中科先进院与OPPO联合研发用于手机内的航天火箭同源超临界气凝胶,导热系数低至0.025W/(m·K)。OPPO旗下一加Ace 6、一加 15等机型中亦有采用气凝胶隔热材料。

  • iQOO 15 Ultra 的冰穹风冷散热系统,通过超大风量风扇、8K 冰穹 VC 均热板、超高导热石墨层及冰穹隔热气凝胶等主被动配合,实现高效散热与隔热手感。


笔记本电脑与平板

笔记本在热管与键盘之间增加0.15–0.3mm气凝胶膜,可阻断热量向掌托区域传导,引导热量朝散热鳍片方向集中,使掌托温度降低1–6℃,同时不挤占内部空间。平板在处理器与后盖间加入气凝胶膜,配合均热片扩散热量,可使热点温度下降3–8℃,后盖温度分布更均匀,减少局部发烫。
  • 戴尔Latitude 7000系列采用戈尔公司开发研制的由ePTFE膜与二氧化硅气凝胶技术相结合打造的GORE™隔热膜,可有效阻隔内部热量,避免其扩散至锂电池、键盘及D面等热敏感区域。

智能穿戴设备

智能手表、TWS耳机、AR 眼镜等穿戴设备内部空间紧凑,发热元件贴近皮肤,用户对温升感知极强气凝胶隔热薄膜可精准布局于穿戴设备核心发热区域,有效改善佩戴发烫问题,同时稳定芯片运行、延缓电池老化、延长续航时长,从根源上提升产品可靠性与用户体验。

  • 亮亮视野2022年发布的「听语者」AR 字幕眼镜,采用了石墨烯散热、气凝胶隔热双重保护,用户时刻感受舒适温感,不用担心发热烫脸。

随着消费电子持续向轻薄化、高性能化演进,超薄气凝胶隔热材料也会跟着下游需求不断升级,未来主要朝着三个方向发展:

(一)性能极致化:做得更薄、隔热更强、耐弯折性更好,适配折叠屏、AR眼镜等新型终端。一方面厚度会持续下探至 0.05mm 甚至更薄,适配更极致的轻薄产品;另一方面通过优化微观孔隙结构、改性材料配方,进一步降低导热系数,提升隔热效率;同时持续升级材料的机械性能,如耐弯折次数、抗压缩形变能力,适配折叠屏、曲面设备等新形态产品;部分厂商正研发隔热+电磁屏蔽等多功能复合膜,既能隔温又能屏蔽信号干扰,适配 5G 射频区域的需求;

(二)成本普惠化:随着工艺成熟、产能扩大,从中高端机型向入门级手机、平价平板等全品类渗透

(三)方案一体化从单一贴装向与VC均热板、导热凝胶、石墨片等整合成预定制的三维复合散热模组演进,提升系统散热效率,并简化组装工序、降低装配成本,适配未来高度集成化的产品设计。

注:文章整理自科隆电子官网及网络信息

http://www.szkelon.com/contents/35/322.html

随着智能手机设计趋向轻薄化以及高功耗芯片、5G通信、AI、快充技术以及多摄系统普及,手机发热问题日益突出。如何高效管理手机散热,提升用户体验和设备可靠性,已成为手机产业链关注的焦点。为加强产业链上下游企业的技术交流,艾邦建有手机热管理技术交流群,诚邀产业链企业加入:



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液冷技术通过冷却液直接/间接接触热源,核心结构包括:
  • 热交换核心  :冷板(CPU/GPU专用)、CDU(冷量分配单元);
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作者 li, hailan