從1G演變到5G，移動通信技術實現質的飛躍，為人類的生活生產帶來了極大的便利。目前正在研發的6G技術，將構建一個地面無線與衛星通信集成的全連接世界，傳輸能力可能比5G提升100倍，網絡延遲也可能從毫秒降到微秒級，在峰值速率、時延、流量密度、連接數密度、移動性、頻譜效率、定位能力等方面將全面優化升級，進一步縮小數字鴻溝，實現萬物互聯的“終極目標”。

6G通信用材料品種異常豐富，從天線材料、導熱散熱材料、高頻覆銅板基材、電磁屏蔽材料等都有著巨大的市場空間。6G的布局必將帶動整個產業鏈的發展，推動供給側改革，新材料企業面臨著機遇和挑戰。

6G時代將至，散熱需求日益凸顯

6G時代即將奔涌而來，勢必涉及到關鍵器件的更新換代，小到從核心芯片向射頻器件，大到基站端向應用端，都需要進行改造升級。隨著人們對電子產品輕薄化和性能高效化的需求越來越高，半導體元器件功率密度不斷提升，熱通量也會越來越大，有些甚至高達數十千瓦/平方厘米，是太陽表面的5倍。

對電子設備而言，其可靠性越高，無故障工作的時間就越長，從而越能提高產品競爭力以及提升用戶的體驗。導熱材料主要用于解決電子設備的熱管理問題。運行中產生的熱量將直接影響電子產品的性能和可靠性。

試驗已經證明，電子元器件溫度每升高2°C，可靠性下降10%；溫升50°C時的壽命只有溫升25°C時的1/6。隨著集成電路芯片和電子元器件體積不斷縮小，其功率密度卻快速增加，散熱問題已經成為電子設備亟需解決的問題。

那么在導熱散熱領域，材料如何選擇？

目前，比較熱門的散熱方案主要有石墨片、石墨烯、導熱界面材料（TIM）、熱管（HP）和均熱板（VC）以及半固態壓鑄件。而天然石墨散熱膜產品較厚，且熱導率不高，難以滿足未來高功率、高集成密度器件的散熱需求，同時也不符合人們對超輕薄、長續航等高性能要求。因此，尋找超熱導新材料具有及其重要的意義。

石墨烯是已知的導熱系數最高的物質，理論導熱率達到5300W/（m*K），遠高于石墨，它是由單層碳原子經電子軌道雜化后形成的蜂巢狀二維晶體，厚度僅為0.335nm，又稱為單層石墨，是碳納米管、富勒烯的同素異形體。

石墨烯的快速導熱特性與快速散熱特性，使其成為傳統石墨散熱膜的理想替代材料，成為6G行業中廣泛應用的導熱散熱材料。

除此之外，石墨烯還可以用于核心的半導體領域以及6G相關的輔助器件（超級電容器、散熱元件和天線等）。

金剛石是立方晶體，由碳原子通過共價鍵結合形成。金剛石的許多極致屬性都是形成剛性結構的sp3共價鍵強度和少量碳原子作用下的直接結果。金屬通過自由電子傳導熱量，其高熱傳導性與高導電性相關聯，相比之下，金剛石中的熱量傳導僅由晶格振動（即聲子）完成。金剛石原子之間極強的共價鍵使剛性晶格具有高振動頻率，因此其德拜特征溫度高達2,220 K。由于大部分應用遠低于德拜溫度，聲子散射較小，因此以聲子為媒介的熱傳導阻力極小。

金剛石是自然界中熱導率最高的物質，常溫下熱導率(Type Ⅱ Diamond)可達2000 W/(mK)，熱膨脹系數約(0.86±0.1)*10-5/K，且室溫下絕緣。另外，金剛石還具有優異的力學、聲學、光學、電學和化學性質，在高功率光電器件散熱問題上具有明顯優勢，因此，金剛石在散熱領域具有巨大的應用潛力。

文章來源： 化合積電，塑庫網