本期話題：

00:262nm工藝的AI芯片來臨，芯片散熱成為攔路虎，如何破

06:33算力中心、智能汽車強勢崛起，對散熱材料有何新需求？

09:52石墨烯PK有機硅，該怎么選

13:22有機硅與碳納米管融合，帶來散熱材料新王者

22:22百年企業的發展原則，堅守與預判

2nm工藝的AI芯片來臨，

芯片散熱成為攔路虎，如何破

幻實（主播）：

各位芯片揭秘的粉絲，大家好，我是主播幻實。今天我邀請到了一個非常有名且號稱是全球有機硅領域前三甲的一家公司——陶氏公司（以下簡稱：陶氏）。現在坐在我旁邊就是陶氏公司消費品解決方案事業部電子業務亞太區技術與研發總監李大超博士。

陶氏消費品解決方案事業部電子業務

亞太區技術服務與研發總監 李大超 做客芯片揭秘

李大超（嘉賓）：

謝謝幻實的介紹，今天也很高興能來到咱們芯片揭秘，和大家一起交個朋友，聊一聊。首先，陶氏是一家有128年歷史的，非常重視創新的材料公司。陶氏有機硅方案解決事業部的前身為道康寧，在有機硅行業已積淀80余年歷史，始終作為全球技術與市場雙領先的有機硅解決方案提供商。當道康寧回歸陶氏之后，其產品體系與陶氏整體的產品portfolio（組合）進行了一個融合。如今，我們更有信心為汽車電子及消費電子領域提供更為優質的散熱解決方案。值此之際，非常榮幸能與您及《芯片揭秘》的聽眾們展開分享與交流。

幻實（主播）：

李博士言簡意賅的就把我們陶氏有機硅的歷程做了揭秘，我覺得最核心的是歷史非常悠久，所有的材料公司想將材料做好，都需要長久的堅持。

李大超（嘉賓）：

確實如此，尤其像陶氏、杜邦這類既重視Innovation（創新）又擁有悠久歷史的傳統公司。這類公司要實現長期良性發展，尤其有100多年甚至200年的歷史，其產品結構需不斷調整與優化的。以陶氏為例，其起家于氯堿化工領域，但隨著該行業逐漸趨于commodity（同質化），難以創造充足的利潤空間，陶氏便對這部分業務進行了剝離。在長達128年的發展歷程中，陶氏經歷了多次業務整合與重組，并通過持續優化，始終專注于為客戶提供兼具創新性與高價值的解決方案。而在助力客戶成功的過程中，陶氏也實現了自身的盈利與發展，這個是陶氏不斷重復的一個歷程。

幻實（主播）：

我認為陶氏在發展過程中不斷推陳出新這一點，極具啟發性。去年，我與廣西的一家國企交流時，他們正為氯堿行業的衰落而苦惱，不知該如何實現公司轉型，我當時查閱資料后發現氯堿行業確實在逐漸走向落后。在這樣的大環境下，陶氏能夠不停地推陳出新，然后還能在相應的場景下占據非常高的份額，肯定是有很獨特的原因促成了這個結果。

今天我們聚焦有機硅材料這一話題，我想先請教您一些技術方面的問題，據我了解，在芯片封裝與鍵合等環節，有機硅這類特殊材料發揮著不可或缺的作用。如今，芯片行業對小型化的追求愈發強烈，摩爾定律推動著芯片尺寸不斷縮小，臺積電已實現2納米、3納米制程技術。但隨著芯片尺寸的減小，散熱難度急劇增加，這無疑對相關的材料提出了更高的挑戰。我想知道，在您所處的材料行業中，您如何看待芯片小型化進程中的這些約束條件？我們是否能夠突破摩爾定律的這種局限性，去適配越來越小的這個要求，或者說您認為在達到何種尺寸時，這些挑戰將難以突破，有沒有這樣的一個共識？

李大超（嘉賓）：

這個問題可能需要從semiconductor（半導體）專業維度進行闡釋，就個人觀點而言，芯片尺寸無法無限縮小。當這個尺寸越來越小，到了納米級別，甚至幾百個埃米之后，越來越接近于原子的size（尺寸），那么這個是無法突破的，因為有物理的limitation（局限性）。當前摩爾定律的演進速度逐漸放緩，而芯片尺寸的持續縮小伴隨功率與算力的同步提升，散熱效率面臨的技術挑戰也愈發嚴峻。您所提出的問題非常有前瞻性，精準切入了當前芯片設計領域，尤其是熱管理方面所面臨的重大挑戰。

埃米（外文名?ngstrom或ANG或?）是晶體學、原子物理、超顯微結構等常用的長度單位，音譯為"埃"，符號為?，1?等于10-10m，即納米的十分之一。

幻實（主播）：

因為你們是國際大廠，若面對國內初創公司，或許不會探討此類前沿議題。正因今日得以與李博士展開交流，還是想聽聽你們作為行業領頭羊怎么看散熱的問題。我覺得您的分享會對大家有啟發。

李大超（嘉賓）：

我覺得從行業發展趨勢來看，器件的小型化與芯片設計從2D向3D集成的演進，對散熱技術提出了愈發嚴苛的要求。尤其是不同芯片的異構集成與算力從消費級向AI級的躍遷，使得散熱需求呈現指數級增長。在我們看來，散熱問題一定會成為一個瓶頸。當前多數芯片與封裝公司在設計時仍將性能置于首位，散熱管理常作為后端環節處理。但隨著芯片產熱密度持續攀升、結構復雜度從2D平面向3D堆疊演進，散熱難題將愈發棘手，在這種情況下，熱管理以及熱解決方案的設計可能會從后端挪到前端。換言之，芯片設計伊始便需納入熱移除考量，畢竟當熱積累突破臨界溫度時，不管是它的性能還是壽命都有非常顯著的影響。

幻實（主播）：

在這種情況下，芯片可能直接不工作了。

李大超（嘉賓）：

對，隨著算力的不斷提升以及應用場景的日益復雜，散熱難題愈發凸顯。在此背景下，必須將熱管理技術，尤其是創新的導熱材料放在前端，放在設計里面，這樣才能保證最后的熱不會成為芯片算力的瓶頸。

算力中心、智能汽車強勢崛起，

對散熱材料有何新需求？

幻實（主播）：

沒錯，所以說這是研發新器件時不同的一些變化和挑戰。您剛剛也提到了AI芯片，當下我們對大算力、高運算速度的需求與日俱增，事實上，陶氏早已敏銳察覺到這一發展趨勢了，那你們在這個方向有做什么樣的產品布局嗎？

李大超（嘉賓）：

是有的，像我剛才說的AI芯片和普通芯片是有顯著差異的，集中體現在對熱密度控制及可靠性保障的嚴苛要求上。陶氏圍繞著這些要求，構建了以有機硅為核心的多層次熱管理創新材料體系，包括3xxx系列的導熱凝膠、5xxx系列的導熱硅脂，以及去年推出的浸沒式冷卻液ICL Immersion Cooling Liquid 1100系列，這些材料從不同技術層級與冷卻路徑出發，為AI芯片提供了不同使用場景下的解決方案。

隨著散熱需求的持續升級以及芯片尺寸與設計的迭代演進，市場對相關材料的性能要求也在不斷攀升。在此背景下，那我們非常重要的principle（原則）就是“與客戶共贏”。具體而言，我們通過前端介入客戶設計團隊的方式，去了解他們沒有被滿足的需求，并與他們一起來設計最新的導熱產品，這個才最make sense（合理）的做法。

幻實（主播）：

所以材料公司要懂得和終端走得更近。

李大超（嘉賓）：

是的，在人才儲備策略上，我們有很多半導體人才，尤其是對Semiconductor（半導體）封裝工藝有非常獨特見解的，這類人才既能幫助我們與行業內專業人士建立高效溝通并達成技術共識，又能憑借其對封裝工藝的深入理解，在導熱材料的實際產品設計中實現更精準的技術把控。

芯片揭秘 主播幻實（右） 對話

陶氏消費品解決方案事業部電子業務

亞太區技術服務與研發總監 李大超 （左）

幻實（主播）：

確實半導體行業要求是非常高的，正如我們此前探討的，諸多技術已逼近當前人類技術發展的極限了。注意到您負責的業務板塊聚焦于汽車領域，所以我想問問汽車行業的技術要求會不會好一些？你們在汽車行業又制定了哪些針對性的突破策略？

李大超（嘉賓）：

若你在三五年前問這個問題，我可能會說，是。因為三五年前電車還沒有這么普及、流行和這么廣泛的被接受，同時智能化的程度也沒有這么高。而今天來參加EAC2025展會,可以看到非常多的汽車智能化解決方案，且消費電子領域的技術正加速向車載場景遷移，從芯片、激光雷達至各類傳感器，越來越多原本應用于消費電子的技術場景被移植到汽車領域。當前汽車動力系統的技術壁壘已不再是不可逾越的高地，具備研發能力的公司數量顯著增加。實際上，汽車智能化進程中，座艙智能化升級與車載芯片（尤其車載AI芯片）的應用，正與消費級乃至算力級芯片領域的技術路徑呈現顯著趨同。這一趨勢直接推動電動汽車產品周期向智能手機迭代節奏靠攏，以前是5年一代，甚至是更長。如今，新車迭代周期大幅縮短，快的半年便推出新品。在這一過程中，動力系統并不再是最重要的differentiation。最重要differentiation（差異化）是汽車的智能化、座艙的智能化和人機交互的體驗，所以一臺具備“智慧屬性”的汽車，正成為吸引消費者的核心賣點。

陶氏公司為智能汽車六大關鍵域中各類應用

提供高性能有機硅解決方案（圖源：陶氏公司）

石墨烯PK有機硅，該怎么選

幻實（主播）：

從李博士的的分享中可以明確，當下行業發展節奏極快，想要緊跟行業步伐并非易事,導致一個做材料的公司都要不停地推陳出新。以前我們說材料行業好，因為做出一代東西可以賣很久，配方都不用改，但如今這種觀點已難以適應時代發展。

談及散熱材料，傳統領域往往會提及石墨烯，且國內做石墨烯材料的公司也很多，所以我想請教您一個關于產品本身的問題，有機硅導熱材料與石墨烯相比，在性能、散熱效果、絕緣性等方面存在哪些差異？會比石墨烯更好嗎？你們選這個賽道，并投入大量資源進行開發，背后的原因是什么？

李大超（嘉賓）：

這是個很專業的問題。比較general（概括性的）的回答是不同類型的材料肯定是各有優缺點。以石墨烯為例，其理論導熱系數極為優異，可以到2000W/m?K；同時也有一些自帶的缺點，比如說，它作為一個固體材料，石墨烯在與其他部件接觸時，極易因界面接觸不良形成熱阻層，導致整體系統的導熱性能遠低于材料本身理論值，無法充分發揮其導熱優勢。同時，石墨烯還面臨加工比較復雜、材料成本比較高以及質地脆等問題，這些因素共同制約了它在電子封裝領域的大規模應用，這是石墨烯材料的一些優缺點。

有機硅導熱材料的優勢，體現在對導熱、絕緣和工藝性這三點的平衡，不同材料平衡的點不一樣。以這個有機硅導熱材料為例，首先從導熱性能上來分析，陶氏的有機硅導熱材料可以覆蓋比較寬的范圍，從低至0.7-0.8W/m?K，到高達十幾W/m?K不等。以陶氏TC-4083為例，其導熱率約10 W/m?K，該產品也是為了適配高功率芯片散熱的需求。從絕緣性能角度來看，有機硅材料的分子結構賦予其出色的絕緣特性。硅氧鍵擁有較高的鍵能，加之低極性甲基基團的包裹，使得有機硅導熱產品不僅具備優異的耐候性，而且化學穩定性極強，這種特性使其在高壓的境中表現卓越。

DOWSILTMTC-4083點膠式導熱凝膠（圖源：陶氏公司）

那最后在工藝性上，陶氏在與Carbice公司合作之前，絕大多數有機硅導熱產品都是液向導熱產品，所以有比較低的粘度。同時，由于其表面能非常低，它可以在各種界面上有非常好的潤濕性能。在實際應用中，這種低粘度與高潤濕性使得有機硅導熱材料在施工時能夠與界面形成非常好的接觸，有效降低界面熱阻，實現導熱、絕緣與工藝性之間的良好平衡。

當然，具體應用場景對材料的偏好及所需平衡維度需結合實際需求分析，很難斷言有機硅材料在所有應用場景中均優于石墨烯或其他體系的材料。但從平衡可調性角度來看，有機硅材料具備顯著優勢。

有機硅與碳納米管融合，

帶來散熱材料新王者

幻實（主播）：

謝謝李博士剛剛的分享，非常專業，我看你們不止一款材料，還有跟碳納米管相結合而開發出的一款新型熱界面材料，這么大膽的跨界合作非常具有想象空間，請問這是為了滿足什么樣的市場空白呢？希望李博士可以為我們揭秘一下背后的故事。

李大超（嘉賓）：

好的沒問題，但在這之前我要先科普一下現狀，在整個行業里面，尤其電子設備，都是持續地在向高功率密度以及小型化方向去演進的。在這種高熱流量密度場景下，一旦芯片上或者熱界面上有熱點產生的話，很快就會導致性能下降，進而引發產品失效等問題。所以怎么解決熱點問題，即當一個熱點產生的時候，使其能夠快速均勻地在界面上散發開，同時又能滿足高功率密度以及長期的可靠性，就成了行業的一大痛點。這也是為什么我們選擇和Carbice這樣的碳納米管公司合作開發產品，為行業痛點提供解決方案。懷著這樣的初心，我們現在已經有兩款產品在準備商業化了，分別是Carbice? SW-90與Carbice? SA-90。它們的結構中間是一層很薄的鋁膜，我們在其兩側用幾十億根非常非常薄的碳納米管，通過氣相沉積的辦法來生長，并由陶氏有機硅包覆。我們會進行這樣的合作也是因為碳納米管的導熱系數非常高，我們一直想將其利用起來，但如果只有碳納米管的話，又會出現與石墨烯相同的問題，它跟界面的潤濕性不好，而這一點恰恰是有機硅材料的優勢。有機硅的界面潤濕性、碳納米管的高導熱、墊片材料的高可靠性，幾大優勢通過陶氏與Carbice的技術融合，最終促成了新一代熱界面材料解決方案。

Carbice? SW-90與Carbice? SA-90（圖源：陶氏公司）

幻實（主播）：

聽起來這個工藝很復雜，還用到了化學氣相沉積的方式來長這個材料，請問相關的工藝開發對陶氏來說有挑戰嗎？

李大超（嘉賓）：

這個工藝實際上是陶氏和Carbice的專利工藝。第一要解決原位生長的問題，比如幾十億根垂直排列的碳納米管怎么才能不長歪；第二要解決有機硅包覆、潤濕以及和碳達米管材料結合等問題，這兩點兼具才能實現液態的潤濕性和碳納米管良好的導電性。

幻實（主播）：

那這個材料我們用肉眼看，它是一個什么形態呢？是固態還是液態？

李大超（嘉賓）：

我們的兩款產品SW-90和SA-90只用肉眼看的話，就是一個黑色的柔性片狀物體，因為中間的鋁箔非常薄，沒有很強的鋼性，所以它可以在不同彎曲度的界面下實現很好的貼合度。SW-90是一款碳納米管和硅蠟相結合的產品，它能達到非常好的潤濕性；SA-90更為特殊一點，它是一款在SW-90基礎上把有機硅的界面粘接材料結合上去的產品。當客戶有結構穩定性需求的時候，比如汽車及其他領域的避震，或者10年、15年的壽命要求等，這個時候用SA-90可能更合適一點。兩款產品的厚度均可調，目前是在90微米左右，不同的厚度具備不同的導熱率，這其中又分為兩個導熱率，一個是界面和界面之間縱向的熱傳導，導熱率為12 W/m·K；另一個就是該產品能快速勻熱，通過導熱系數非常高的鋁膜，可以使這個材料在平行于界面方向的導熱率高達200 W/m·K，因此在處理界面熱點、快速勻熱的應用時就非常有價值。

Carbice?導熱墊片（圖源：陶氏公司）

幻實（主播）：

這些東西感覺挺貴的，在當前汽車行業普遍降本的情況下，請問你們的目標客戶為什么愿意付出更高的成本來選擇這款材料？

李大超（嘉賓）：

Carbice這款材料的推出從汽車開始，但不僅限于汽車，也包括數據中心，或其他對長期熱穩定性有要求、對熱點快速勻熱有要求的行業等等，這些有需求的場合我們都會去探索。我們陶氏賣的是一個solution（解決方案），它的價值并不體現于材料本身的價值，而是我們能成體系地幫助客戶解決多少問題，比如說長期的穩定性、良好的導熱、熱點快速勻熱等都會帶來很多的價值，同時這款材料中間的鋁膜是可回收的，碳材料直接燒掉，剩下的鋁100%可回收，非常環保，幾方面疊加，就能給客戶帶來非常多體系上的價值。

幻實（主播）：

所以對于客戶而言還是要看系統性的價值，而不是單純只看單個成本的增減。

李大超（嘉賓）：

是的，對于我們自己而言這款材料比起一般的有機硅材料，研發生產成本也會高出很多。

幻實（主播）：

很多材料公司一般會有一代拳王產品一直賣下去，因此會害怕自己的產品線之間形成競爭關系。我想問問陶氏作為一家全球型的材料公司，已經有這么多產品線，而且還會持續開發有一定替代關系的產品線的情況下，你們是怎么處理這個問題的？在戰略上會做什么樣的選擇？

李大超（嘉賓）：

我們在跟Carbice合作推出這幾款產品的時候，就有這方面的考量，最終得出的結論是跟我們現有而且很強的有機硅導熱材料相比，Carbice并不算是一個直接的競品，我更傾向于稱其為“強強聯合，優勢互補”。因為陶氏始終致力于為客戶提供多樣化、多選擇、基于客戶應用的不同解決方案，客戶在不同的應用環境下可能對產品的施工便利性、傳熱速率、快速勻熱等有不同的需求，在這幾點上，有機硅解決方案和Carbice解決方案它們的優勢是不太一樣的。Carbice的解決方案可以達到一些原本有機硅不能達到的要求，這也是為什么我說兩者是“強強聯合，優勢互補”。而且從另一方面來講，陶氏目前的有機硅產品解決方案多數是液態的，比如凝膠、硅脂、導熱泥等，Carbice則是固態的墊片，可以重復施工，所以兩者直接的沖突并不多。

陶氏公司的多元化有機硅熱管理產品（圖源：陶氏公司）

幻實（主播）：

Carbice這種墊片型的解決方案是否在非汽車方面也有應用？你們探索了哪些場景？

李大超（嘉賓）：

其實不管是AI芯片還是大型數據中心我們都有探索，同時我們在美國也有一些非常成功的應用于衛星上的商業化案例，因為衛星的需求其實跟我們Carbice這款產品非常吻合，第一它value（價值）比較高，航空航天對于cost（費用）也不是特別敏感；第二它對reliability（穩定性）和性能要求特別高。我們現在把應用于衛星上的產品拿下來提供給消費電子市場與汽車電子市場，也是希望這樣一款優秀的創新產品能夠普惠，為不同的行業帶來更高的價值。

百年企業的發展原則，堅守與預判

幻實（主播）：

這幾年中國本土有很多做有機硅材料的公司正在茁壯成長，已經把一些低端產品的價格打得非常便宜了。請問陶氏作為全球的領軍企業之一，如何看待競爭加劇的狀況？你們一直有通過跨界合作、技術創新布局下一個賽道的習慣嗎？又是如何看待市場的趨勢和走向，以及對有機硅行業未來發展的預判？

李大超（嘉賓）：

我從兩個角度來回答，第一個方面，我們有很深厚的技術積累與品牌效益，陶氏在過去的128年里是經過了很多輪產品迭代與技術迭代的，我們一直秉承著這樣一個價值觀做事：create value（創造價值）、重視創新、給客戶更好的產品。如果一個市場已經commoditize（同質化嚴重），如此一來，那它的利潤率就達不到陶氏做長期innovation和breakthrough technology（突破性技術）的要求。那這個市場還是不是我們strategically（戰略上）要重點培養、重點投資的市場？我們會進行很多的內部討論和溝通，目前陶氏在做的有機硅這一塊其實還遠沒有到那個程度。

第二個方面，我們有兩點非常自信的能力：和客戶的intimacy（親密關系）以及自身的產品力、創新能力。很多客戶非常愿意和我們一起聊前端的設計需求，所以我們在做產品開發的時候，就會針對客戶的需求來做，很少做follower(跟隨者)，也正因為跟客戶跟得緊，customer intimacy（客戶親密關系） 特別好，所以我們能sell value（銷售價值）。以后的市場環境肯會有很多follower跟進做同類型產品打價格戰。但我們會持續做創新，因為客戶產品是在持續迭代的，尤其是電子行業，無論是汽車電子還是消費電子領域，產品迭代的速度非常快，這一點對創新提出了更高的要求，因而也更利于陶氏發揮自己的優勢，我們有技術積累、有人才、有全球研發能力等等，這些優勢讓陶氏在一個既有競爭又有 value創新的環境里比較有利。

幻實（主播）：

畢竟一百多年的積累，不是那么容易被撼動的，最后希望您作為行業的資深從業者，能給我們做一個未來5-10年您所在賽道的展望。

李大超（嘉賓）：

行業未來變化會非常快，甚至會快于我們的預判，之前就有過類似的經歷，比如說我們做了三到五年的規劃，很可能一兩年后就發生產品迭代，計劃跟不上變化了。這也是為什么我一直在講customer intimacy、innovation、win with customer（與客戶共贏），這幾點非常重要，因為客戶在電子行業面臨的競爭如此激烈且快速，對于我們這樣的系統解決方案provider（供應商）和材料公司，生產流程倒推回來，timeline（時間線）只會要求得更緊。所以我們更關注的點在于，一方面如何繼續鞏固跟客戶的良好關系，另外一方面如何繼續深耕我們的優勢領域，繼續增強我們的研發能力，最終才能和客戶一起贏。

幻實（主播）：

通過李博士您剛剛講的話，我能感受到濃濃的敬畏之心，完全沒有大型領軍企業的傲慢，而且心態上能夠接受變化，隨客戶的需求及時轉變，這個非常難得，也是我覺得中國企業應該學習的。

李大超（嘉賓）：

我們內部經常說一句話，就是“某些領域陶氏很強，但在其他領域陶氏可能是nobody”。有機硅材料被稱作工業味精，你所看到的一個價值百萬的終端產品，里面用到的有機硅材料可能并不多，所以我們是一定要帶著謙虛之心做事的，如何服務好終端客戶，如何在他們最后的solution里貢獻我們的一份力量？正是我們做事的文化所在。

幻實（主播）：

謝謝李博士的分享，也祝我們陶氏最新的產品大賣，開拓出更多有價值的市場。

作為全球材料行業龍頭，陶氏128年長青基業源于其對“創新迭代”與“客戶價值”的雙重堅守，無論是早期剝離氯堿化工等同質化業務，還是將道康寧有機硅技術與陶氏產品體系深度融合，皆是在不斷創新的同時，始終以“解決客戶未被滿足的需求”為研發導向。創新，無疑是陶氏百年發展歷程中最為強勁的驅動引擎，當芯片向2納米、3納米演進遭遇散熱瓶頸時，陶氏提前布局3xxx系列導熱凝膠、5xxx系列導熱硅脂等多層次材料體系，同時極具顛覆性地與Carbice跨界開發碳納米管熱界面材料，讓陶氏始終能站在行業前沿。而以客戶為導向，則是揭秘陶氏領軍地位的第二把關鍵鑰匙，低調謙卑的做事文化，促使陶氏從客戶產品的前期設計便深度參與其中，形成更牢固也更具信任的合作關系，陶氏通過“客戶親密關系”戰略，已然展現出持續領跑行業的長青姿態。