在電子器件行業，有一個著名“10℃法則”。這個法則是根據熱力學公式——阿累尼烏斯方程得出的。該方程可以用來計算電子器件壽命，方程揭示，電子器件工作溫度每下降10℃，其壽命增加一倍，溫度每升高10℃，則壽命縮短一倍。

有另一組數據則顯示，在各種電子器件的失效模式中，熱失效占比高達55%。

由此可見，熱管理十分重要，這決定著電子器件的性能與壽命。

電子器件是個種類繁多且快速迭代的領域。在導熱界面材料深耕30年的霍尼韋爾，鎖定了“芯片級”的導熱解決方案這一定位。

霍尼韋爾電子化學材料亞太區總經理程煒對新材料在線表示，芯片可應用于多個終端市場。其中在消費電子市場，散熱的需求各種各樣，但“芯片”的散熱是至關重要的，芯片出現問題，將導致電子設備無法正常工作。

“消費電子產品迭代的技術引擎在于芯片。霍尼韋爾擁有成熟的、經過多年市場檢驗的導熱界面材料解決方案，可以很好的解決消費電子市場‘芯片’的散熱問題。另外，電路板不僅存在主芯片散熱需求，很多電子元器件也有散熱需求。霍尼韋爾將提供整體解決方案，助力消費電子市場的快速發展。”程煒說道。

站在“芯片級”導熱解決方案的技術制高點，霍尼韋爾明顯掌握著導熱界面材料市場的“密碼”，并正探索著更多市場可能。

聚焦半導體應用

在深圳的前海JW萬豪酒店，霍尼韋爾的熱界面材料客戶研討會現場十分火熱。電子器件不同領域的客戶都熱切關注著這位導熱界面材料的“大拿”，期待著他們最新的趨勢研判及最新導熱界面解決方案。

程煒表示，霍尼韋爾將汽車、數據存儲、無線通訊等三大領域作為下一步的重點布局方向。

程煒給出了一組數據。據麥肯錫對2030全球半導體市場趨勢預測，到2030年全球半導體市場規模將達到1萬億美金。其中，汽車、數據存儲以及無線通訊將引領半導體市場未來的增長。

“汽車和數據存儲等領域，對于TIM的穩定性和可靠性要求，遠遠超過普通消費電子，這正好是霍尼韋爾的優勢所在。” 程煒對新材料在線表示。

程煒特別介紹了霍尼韋爾導熱界面材料在新能源汽車市場的布局思路。他表示，新能源汽車市場是高速發展且需求巨大的新興市場，造車新勢力和傳統車企都高度關注，同業競爭非常激烈。其中，車載電子設備是競爭優勢的關鍵制勝法寶。

而車載電子設備的迭代，除了對熱界面材料導熱性能有更高的要求以外，對可靠性的要求也非常高。程煒指出，對于汽車而言，不允許任何安全風險出現。必須保證汽車芯片熱量完全散掉，否則可能引起整個電子系統失效，如果在高速公路上出現該問題，將帶來致命的隱患。

據了解，導熱界面材料在汽車可用于動力總成（燃油車不包含動力總成）、電控系統、車聯網等三大板塊。

以動力總成中的IGBT為例，高頻次開關導致材料性能受到影響，通電后溫度容易上升。

導熱界面材料可有效幫助功率模塊實現散熱，延長使用壽命。程煒介紹道，中低端IGBT采用的是普通硅脂和高性能硅脂，高端IGBT則采用相變化材料。

據程煒介紹，霍尼韋爾立足于行業領先的相變材料技術，關注具體應用場景與材料結構和組成之間的聯系，從分子層面開始對導熱界面材料的每一種組分進行結構設計、篩選和優化，為全面提高材料的導熱性能、可靠性和應用性等各方面性能而持續進行技術探索。

基于分子層面的優化，霍尼韋爾相變化材料具備了較低熱阻和長期可靠性。

由于聚合物與填料穩定結合，材料很少發生溢出和遷移的現象，因此可靠性和熱機械性較高。“相變化材料是基于碳氫體系的聚合物，不如硅氧鍵活動靈活，但是高分子非支鏈結構，這賦予材料一定的柔性。” 程煒說道。

霍尼韋爾相變化材料還可像硅脂一樣潤濕熱源與散熱器界面，充分地填充間隙保持低熱阻；另外有一定的彈性，保持形變的能力。

“霍尼韋爾的相變化材料的相變溫度在45℃，這是理想的使用和存儲溫度。尤其是在預熱溫度階段，實現材料軟化很方便。這對于壓力很敏感的器件來說，在預熱的裝配過程中不會發生對器件產生損傷的現象。” 程煒說道。

值得一提的是，由于相變材料的相變溫度在45℃，十分符合功率模塊的絲網印刷工藝。

除了動力總成，汽車的電子控制單元等也提出了散熱需求，霍尼韋爾分別針對各場景推出了導熱墊片和導熱填縫凝膠等方案。

程煒表示，霍尼韋爾針對新能源汽車電子化的快速發展做好了充分的準備。目前已與新能源汽車行業領先的客戶保持緊密的溝通和長期的配合，“霍尼韋爾已經擁有了滿足新能源汽車最新導熱性能要求的成熟熱界面材料解決方案，同時也在提前布局和積極開發下一代車載熱界面材料。”

“芯片級”的導熱實力

“數據存儲的數據中心對于散熱材料的可靠性要求也十分高，如果宕機一個小時，產生的損失可能會以幾十億美金的幅度來計算。”霍尼韋爾高性能材料亞太區市場戰略總監劉雪紅強調了“芯片級”導熱解決方案的重要性。

劉雪紅表示，霍尼韋爾在導熱界面材料“芯片級”的技術實力，要追溯其在上世紀90年代“跨界”的歷史。

當時芯片導熱主流材料方案為導熱硅脂。

而芯片產生熱量后，需要與散熱器之間保持良好的接觸，熱量就可以順利地向散熱器傳導。不過，芯片和散熱器都是硬質表面，兩者表面存在粗糙度，不能完美貼合；此外，隨著芯片尺寸和散熱器界面尺寸變大，中間易出現翹曲，翹曲的空隙導熱率只有0.2W/(m·K)。

采用良好的導熱界面材料才能“拯救”這一問題，但導熱硅脂的方案出現了變干和泵出的問題。

劉雪紅表示，霍尼韋爾是“跨界”專家，業務范圍十分廣。針對客戶的主動請求，為客戶開發出導熱材料為客戶解決了上述難題。霍尼韋爾的熱管理業務也在此時被建立了起來。

“霍尼韋爾在上世紀90年代就發表了相變材料的專利。” 劉雪紅對新材料在線介紹道，超前的芯片領域布局為霍尼韋爾的“芯片級”導熱界面材料技術積累打下了堅實的基礎。

經過30多年發展，霍尼韋爾已經形成了自己的產品組合、技術優勢和服務的質量與水平。“霍尼韋爾導熱界面材料依托聚合物基體和導熱填料專利技術，導熱性能優良，長期可靠性好、性價比高，能夠應對最棘手的散熱問題。我們的方案可以滿足不同行業，不同應用場景的客戶對散熱提出的各種需求。”劉雪紅說道。

據劉雪紅介紹，在產品組合方面，霍尼韋爾熱界面材料主要包括相變化材料、單組份導熱凝膠、雙組份導熱凝膠、導熱硅脂、導熱墊片、絕緣墊片等六大板塊。

總體來看，芯片導熱需求大致分為兩塊，一是界面填隙，二是0公差的導熱。霍尼韋爾推出的薄的粘接厚度的硅脂、相變化材料，可針對0公差的導熱需求；另一方面，墊片、導熱凝膠等則可針對公差調整或填縫的場景。

據劉雪紅介紹，在技術層面，霍尼韋爾優化了導熱路徑的熱阻抗性，包括材料界面、接觸界面的熱膨脹性、接觸熱阻和應用厚度。

“不同的企業進入新的市場，采取的策略不同，有些從低端向高端走，有些選擇從高端往下布局。霍尼韋爾明顯屬于后者，保證最難的技術應用，便于很好地抓住瞬息萬變的市場機會。”劉雪紅說道。

事實證明了這一思路的正確性，無論是火爆的新能源車領域還是高性能計算機領域，霍尼韋爾總是能快速響應市場的需求。

“目前，霍尼韋爾的相變化材料已經導入新能源汽車的應用，經受住了數千小時高溫測試。折算到汽車實際使用里程，大約是30年。也布局了眼下火熱的ChatGPT高速計算機的芯片導熱。” 劉雪紅表示。

基于領先且完善的導熱界面材料的解決方案，霍尼韋爾的業務觸角涉及消費電子、新能源汽車、通訊、數據中心、光伏、工業電子等領域。

面向未來，劉雪紅指出，現代半導體電子行業不斷向更高功耗、更多集成功能和小型化方向發展，這導致電子器件的功率密度劇增，熱流密度也在不斷增加，散熱的問題更加突出。更高散熱性能，更高可靠性，更高效自動化的導熱界面材料的需求將不斷提升。

未來已來，但需材料先行。劉雪紅表示，一些材料的性能已經達到極限值，需要尋找到突破性的材料，重新建立第二曲線。

“霍尼韋爾擁有非常專業的技術專家，已經開始做各種大范圍的材料篩選，尋找新的基材，然后結合配方，形成新的導熱材料。” 劉雪紅滿懷期待地表示。 眼下，火熱的半導體市場，中國占據“半壁江山”，“霍尼韋爾在主動開發新的高端產品時，一定會與中國本土客戶一起來合作，一起共享這一難得的發展機遇。”劉雪紅憧憬道。

審核編輯 ：李倩