石墨散热膜是智能手机最基础、应用最广泛的散热材料。随着AI算力提升和手机功耗增加，石墨散热膜正经历从“单层薄型”向“多层超厚”、从“局部覆盖”向“大面积覆盖”的升级。国海证券在散热行业报告中指出，思泉新材多层石墨散热片销售面积占比从2020年的44.1%提升至2022年的68.85%，iPhone 16 Pro散热膜已覆盖后盖约60%面积。AI端侧落地正在推动石墨散热膜用量增加和价值量提升，同时石墨烯导热膜凭借耐弯折特性有望在折叠屏手机中实现快速渗透。
人工合成石墨散热膜——从单层到多层、从薄到厚的演进
石墨散热膜主要分为天然石墨散热膜、人工合成石墨散热膜与纳米碳膜三种。其中，人工合成石墨散热膜由热控型聚酰亚胺（PI膜）经过碳化和石墨化制成，厚度最薄可做到0.01mm，导热系数在1500-1800 W/(m·K)，是应用最广泛的手机散热材料。
电子产品功能增加、内部结构复杂化对人工合成石墨散热膜提出了更高性能要求。超厚型或多层复合人工合成石墨散热膜依托于石墨膜的高导热系数，通过增加厚度或设计多层结构叠合，大幅度加大热量传递方向的热通量，能够满足复杂环境下对电子产品的散热需求。
思泉新材的数据清晰地反映了这一趋势。2020年至2022年，其2层及以上人工石墨散热片销售面积占比从44.1%提升至68.85%。其中2层占比从27.70%升至37.02%，3层从2.68%大幅升至20.00%，4层及以上占比虽有波动但维持高位。单层石墨膜占比从55.90%降至31.15%，行业正加速向多层结构转型。
终端产品的验证同样明确。一加13首发双层2K超临界导热石墨，散热效率提升124%；三星Note 20通过主板下面几层石墨片散热；vivo iQOO 3 5G采用“双层石墨散热片”配合均热板方案；小米10内嵌石墨烯及6层石墨结构。多层石墨散热片已成为中高端智能手机的标配。
石墨膜面积扩展——AI手机驱动用量增加
AI手机散热升级的另一重要趋势是石墨膜覆盖面积扩大。根据微机分WekiHome拆解数据，iPhone 15 Pro系列的散热膜仅覆盖无线充电线圈，而iPhone 16 Pro系列的散热膜从线圈出发向四周延展，大致覆盖了后盖60%的面积来提升散热效率。
石墨膜面积扩展直接推动单机用量增加。以iPhone为例，散热膜覆盖面积从数平方厘米扩展至覆盖大部分后盖区域，石墨膜用量可能增加数倍。叠加AI手机出货量增长，石墨散热膜的市场需求有望实现量价齐升。
从价格角度看，多层超厚石墨膜的单片价值远高于单层薄型产品。多层结构需要更多PI膜原材料、更复杂的压合工艺、更高的良率控制要求，单位面积价值量显著提升。AI手机渗透率提升带动高端石墨膜占比扩大，将进一步推升行业平均单价。
石墨烯导热膜——折叠屏手机的理想散热方案
石墨烯是由单层碳原子经电子轨道杂化后形成的蜂巢状二维晶体，单层石墨烯理论导热率高达5300 W/(m·K)，远超人工石墨散热膜的1500-1800 W/(m·K)。石墨烯导热膜具有导热系数高、质量轻、柔韧性好、厚度可定制等特点，是人工石墨散热膜的升级迭代产品。
石墨烯导热膜在中高端智能手机领域的渗透率有望持续提升。在40μm厚度下，石墨烯导热膜导热系数达1661 W/(m·K)、耐弯折次数（R2,180°）超20万次，而人工石墨散热膜导热系数1342 W/(m·K)、耐弯折次数仅约2万次。石墨烯导热膜的柔韧性优势使其成为折叠屏手机理想的散热解决方案。
折叠屏手机市场快速增长为石墨烯导热膜提供了广阔空间。根据IDC数据，2021年全球折叠屏手机出货量810万台，预计2026年将进一步增长至4150万台，2021年至2026年年均复合增速达39%。富烯科技等国内厂商已实现石墨烯导热膜的规模化量产，有望充分受益于折叠屏手机的散热需求增长。
石墨散热膜产品升级路径与市场空间
表：石墨散热膜产品升级路径与关键指标对比| 产品类型 | 原材料 | 最低厚度 | 导热系数（W/m·K） | 耐弯折次数 | 应用场景 |
|---|
| 单层人工石墨膜 | 热控PI膜 | 0.01mm | 1,500-1,800 | — | 中低端手机 |
| 多层人工石墨膜 | 热控PI膜 | 可定制 | 1,500-1,800（层叠增强） | — | 中高端手机 |
| 石墨烯导热膜 | 石墨烯 | 可定制 | 1,661（40μm下） | >20万次 | 折叠屏、高端手机 |
