2025年电子行业深度分析：终端主动散热时代将至，微型风扇有望率先拉开规模化序幕

SoC 芯片热流密度持续上升，端侧 AI 推动散热升级

1.1.芯片制程持续迭代，功耗问题凸显

随着端侧设备性能逐步提升，发热问题日益凸显，以手机为例，机内热源包括 SoC 芯片、电 源、屏幕及射频模块等，且由于功率的不均匀分布，电子器件与设备表面易产生局部高热流 现象，其局部热流密度可达电子设备平均热流密度的十倍以上，导致器件或设备出现极高的 局部运行温度，严重降低电子器件与设备的稳定性和可靠性。因此，如何消除局部高温热点、 降低最高运行温度和提高温度均匀性是进行电子设备热管理的关键方向。

其中，芯片是设备中的最主要热源之一，随着芯片制程从 5 纳米迈向 4 纳米、3 纳米，并展 望 2 纳米时代，芯片的晶体管密度持续提升。据 ASML 公开数据显示，从 5 纳米开始，芯片的 晶体管密度已经逐步超过了 100 MTr/mm2，且预计持续向 1000 MTr/mm2靠近。

一般意义上，随着制程不断迭代，晶体管尺寸呈现不断缩小的趋势，根据 Dennard Scaling， 晶体管尺寸减小会带来能耗降低，但该定律随着量子隧穿效应的介入带来的晶体管漏电现象 而逐步失效，功耗逐渐成了芯片的重要问题，芯片的 TDP 水平逐步提高。以 APPLE、高通、 联发科近几年发布的 SoC 芯片为例，2021 年发布的 A15/骁龙 8 Gen 1/天玑 9100 的 CPU TDP 分别为 6W/5.3W/4W，而 A18 Pro/骁龙 8 Elite (Gen 4)/ 天玑 9300 已经达到了 10W/8W/7W。

1.2.端侧 AI 有望加速落地，加剧散热升级紧迫性

端侧 AI 预计将在 2026 年迎来快速增长，AIoT 有望成为这一进程的引领者。目前，破局信号 已初步显现：一方面，下游厂商变现需求迫切，正积极推动 AI 端侧硬件及相关应用的落地； 另一方面，AI 赋能下的电子产品市场空间广阔，可移植品类丰富，以 Meta 智能眼镜为代表 的爆款产品已初步验证其增长潜力。

据 Counterpoint 数据，2023 全年出货的 11.7 亿部手机中，只有不足 1%的手机满足了 Counterpoint 对生成式 AI 手机的定义，预计 2027 年生成式 AI 手机渗透率将达到约 43%。 Counterpoint 预测生成式 AI 手机存量规模将会从 2023 年的百万级别增长至 2027 年的 12.3 亿部。

SoC 的 TOPS 性能与生成式 AI 手机的 AI 能力紧密相关。旗舰智能手机以 TOPS 为单位的 AI 算 力已经增长了 20 倍，智能手机 AI 能力正变得越来越强大，据 Counterpoint，旗舰智能手机 的芯片峰值 AI 算力水平还将继续增长，在 2025 年将会达到 60TOPS 以上。TOPS 算力的提升 意味着芯片执行 AI 任务时产生的热量增加，因此对手机散热系统的散热效率要求也必然随 之提高。

1.3.散热方式分类：被动与主动

因此，在芯片性能持续提升、端侧 AI 落地有望加速的背景下，端侧设备的散热问题愈发引起 关注。根据不同的热传递方式，电子设备的散热方式又分为被动式散热和主动式散热。其中， 被动式散热不依赖动力元件，仅通过热界面材料从产热器件中将热量取到散热材料中，将热 量传递至外部环境，最终降低电子产品温度；而主动散热有与发热体无关的动力元件参与， 包括风冷和液冷。

在端侧设备中，各产品采用的散热方式不同，智能手机、平板电脑等小型封闭式设备中一般 采用被动式散热，而笔记本电脑、台式电脑等高功率密度且体积相对较大的电子设备已普遍 使用散热效率更高的主动式散热。

被动材料及器件持续迭代，均热板渗透率不断提高

被动散热通过高导热性或流体相变换热特性将热源产生的热量扩散到更大的散热表面，以降 低器件与设备最高运行温度、提高电子设备或系统的温度均匀性，可以总结为如何实现高效 热扩展。其中，较为常见的被动散热方式包括金属散热片、石墨和石墨烯、热管以及均热板。

2.1.金属片/石墨/热管：各有局限，主要作为散热方案配角

金属片、石墨及石墨烯是典型的通过高导热性实现热扩展的被动材料。金属散热片通过金属 基材将热量从接触面向整个金属片传导，常见材料包括铜、铝等，如铜的导热系数约为 400W/ （m·K），铝的导热系数约为 200W/（m·K）。石墨在平面导热系数可达到 300-1900W/(m·K)， 相比于金属可以更快将热量在平面进行传导，而石墨烯热导率可达约 5300W/（m·K），高于 传统金属材料及石墨。

与上述利用高导热性的材料不同，热管依靠流体相变换热，导热系数可达到 10000- 100000W/(m·K)。流体以蒸发-冷凝的相变过程在内部反复循环，不断将热端的热量传至冷却 端，从而形成将热量从管子的一端传至另一端的传热过程。因此，热管主要实现点对点热量 传输，并非直接实现热量由点到面的高效扩散。

2.2.均热板：具有明显轻薄化趋势，应用机型逐渐拓展

均热板（VC）将热管从一维扩展至二维，同样通过工质的液-气相变将热量从热源传递至冷凝 端，但均热板可以将点热源瞬间扩散成一个面热源，具有更高的导热散热效率。同时，均温 板在结构设计上，能够集成解决多个高功耗器件的散热需求，比热管拥有更高的灵活度。

在电子设备轻薄化的趋势下，均热板需不断变薄，吸液芯和蒸汽腔的厚度也随之变小，会削 弱均热板的传热性能，因此，均热板的技术优化仍在持续进行。目前的主要优化方向聚焦于 吸液芯、工质与外壳三个关键部分的升级，如飞荣达 2025 年 8 月申请的 CGDS 成型毛细结构 均温板工艺专利，通过沉积成型式毛细与支撑结构，相比现有的毛细（铜粉与铜网）及支撑 柱（铜柱+粉柱）的传导，可以更快增加工质在腔体内的循环，降低热阻达 40%。

由于出色的热传导效率，均热板在手机热管理领域的使用率有望持续提升。据 QYResearch 数 据，2024 年全球手机 VC 均热板的产量约为 5.94 亿件，平均单价为 1.60 美元，市场销售额 达到了 9.50 亿美元，预计 2031 年销售额将达到 27.76 亿美元，2025-2031 年 CAGR+15.0%。

2.3.TIM 材料：填充空隙降低接触热阻，组合方案中的关键辅材

当芯片和散热器的表面接触时，因表面粗糙度导致其无法完全接触，空气的热导率约为 0.026 W/（m·K)，比金属低约 4 个数量级，导致散热效率降低。热界面材料（TIMs）填充在芯片与 散热器之间的微空隙中，排出低导热率的空气，可以有效降低接触热阻，提高散热效率。

根据在电子元件中应用的位置，TIMs 可以分为 TIM1 和 TIM2。TIM1 用于芯片与 CPU 金属外壳 之间，需具备电绝缘的性能，防止芯片短路，多为聚合物基复合 TIMs。TIM2 用于外壳与散热 器之间，没有电绝缘性能的要求，多为碳基 TIMs。

被动方案已遇瓶颈，主动散热时代将至

3.1.微型风扇：非游戏机型已落地使用，有望成为手机主动散热先行者

在设备性能不断提高的趋势下，仅使用被动方案进行热量扩散已无法满足散热需求，因此端 侧设备逐步引入如风扇等动力元件，PC、笔电等体积相对较大的端侧设备已大量使用风扇进 行主动散热，有效提高了散热效率，冷却能力大约为 1-10W/cm2量级。

在体积相对更小的端侧设备中，随着微型风扇技术的进步，已有部分手机中内置了风扇动力 元件进行主动散热。游戏手机由于散热需求更高，更早进行了微型风扇的内置，2019 年发布 的努比亚红魔 3 是首款内置风扇的智能手机，内置风扇转速可达每分钟 14000 转，内置风扇 散热系统在 1 秒钟内能够完成高达 50 次冷热空气交换。2025 年 OPPO 发布的非游戏机型 OPPO K13 Turbo 也已搭载了风扇，扇叶厚度仅 0.1mm，转速高达每分钟 18000 转。

根据安兔兔的性能实测，不开启风扇的情况下经过 30 分钟《崩坏：星穹铁道》的跑图测试 后，OPPO K13 Turbo 机身最高温来到了 46.6℃，而开启风扇经过相同时间测试后正面最高 温 42.2℃，背面最高温 41.7℃。因此，从实测数据来看，风扇较为有效地降低了机温，提升 了手机的性能释放。

风扇在手机端侧的使用率仍在进一步提升，2025 年 12 月 16 日，荣耀在北京举办荣耀 WIN 系 列媒体沟通会，正式宣布全新升级的电竞旗舰系列——荣耀 WIN，且预计全系都配置风扇， 由用户自由选择开关，新机将于 12 月 26 日正式发布。

3.2.微泵液冷：电竞手机已实现应用，前景广阔

与风冷相似，液冷在终端产品中的使用也以 PC 等体积较大的设备为主。由于包含水泵、冷排 等核心部件，需要足够空间部署，而 PC 主机机箱空间充足，是目前主动液冷的主要应用场 景。除台式 PC 主机外，许多高端笔电产品也支持分体式液冷方案，即通过外接液冷机的方式 实现高效散热。

目前，微泵液冷已有产品推出，可应用于手机等空间较小的场景，其原理为通过压电微泵驱 动冷却液循环，实现高效散热。以艾为电子 2025 年 6 月推出的压电微泵液冷为例，通过高压 180Vpp 和中低频振动（10-5000HZ）驱动微通道内冷却介质，是国产芯片在该领域的首个自 主突破，填补了国内空白，已在多家客户完成验证测试，官方公告称计划于 2025 年第四季度 实现批量量产。

目前微泵液冷的应用仍较少，但已有部分公司在该领域有所布局，如飞荣达已布局微泵液冷 模组，艾为电子和南芯科技均推出了相关驱动芯片，奥迪威于 2025 年 12 月 3 日至 5 日举办 的“2025 第六届热管理产业大会暨博览会(iTherM2025)”上，正式推出自主研发的压电微泵 液冷散热方案。

3.3.热电制冷：局部热点问题补充方案，已用于工程机

热电制冷（TEC）是一种基于 Peltier 效应的主动冷却方法，其核心在于利用 p 型和 n 型半 导体材料的电偶效应，通过精细调控电流引导下载流子(p 型材料中的空穴与 n 型材料中的电 子)在冷端与热端之间进行高效热量转移，从而实现精确的温度控制。在使用时，冷面与发热 界面贴合，在热电制冷器通电后，冷面吸收热量而热面释放热量。热电冷却技术具有清洁、 无噪音、可靠性高和设计灵活的优点，且能够实现局部温度的精准调节，在热管理领域具有 广阔的潜力，但其本身制冷效率相对不高，因此一定程度制约了其在端侧设备中的应用。

目前，热电制冷已在各类手机散热背夹中广泛使用，配合风冷等主动元件共同实现高效散热， 通过冷端贴近手机等电子设备的发热部位，吸收并带走热量，并在热端通过风扇、散热片、 水冷系统等来吸收和散发热量。此外，realme 于 2025 年推出一款基于真我 GT7 Pro 竞速版 改造的工程机，使用了 TEC 制冷元件，且搭配 7700mm²超大单体 VC 和内置散热风扇，realme 官方称之为全球唯一散热系统三合一的智能手机。 随着热电材料的 zT 值和成本效益的逐渐突破，以及与其他冷却技术（如风冷、液冷和相变材 料）的协同优化，TEC 在终端设备中的应用范围预计继续拓展，有望成为应对局部热点挑战 的关键补充方案。

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