【原创】从信阳小伙到散热材料研发大神,他如何做到的?
中国粉体网 2025/3/7 13:46:59 点击 493 次
导读深圳市鸿富诚新材料股份有限公司研发总监曹勇。

中国粉体网讯  随着科技的飞速发展,电子设备的性能越来越强大,芯片的集成度和运算速度不断提高,然而,这也带来了一个严峻的问题——散热。据相关数据显示,芯片温度每升高10℃,其性能就会下降约5%-10%,设备的故障率更是会大幅增加。


面对如今高功率芯片产生的大量热量时,传统的散热材料和技术往往显得力不从心,无法有效地将热量传导出去,实现优秀的散热功能,成为了一个亟待攻克的世界难题。深圳市鸿富诚新材料股份有限公司研发总监曹勇,就肩负起了攻克这一难题的使命,立志为行业带来新的曙光。


结缘鸿富诚,开启散热材料研发征程


曹勇,这个来自河南信阳的热血青年,凭借着自身的努力,他成功考入中北大学,并在硕士期间,专注于碳基导热复合材料的研究。2017年,硕士毕业的曹勇,怀揣着对未来的憧憬和对科技创新的热情,加入了深圳市鸿富诚新材料股份有限公司(以下简称“鸿富诚”)。这一选择,成为了他人生中的一个重要转折点,也开启了他在高性能碳基导热界面材料领域的深耕之旅。


曹勇 图源:深圳新闻网


鸿富诚,一家在新材料领域深耕多年的国家高新技术企业,一直专注于EMI屏蔽材料、热界面材料、碳基材料、吸波材料等创新材料的研发、制造与销售。曹勇入职后发现,公司对碳基导热材料的研发方向与自己的研究兴趣高度契合,双方都坚信这一领域蕴含着巨大的发展潜力,这无疑为他提供了一个施展才华的广阔舞台。从那一刻起,曹勇便全身心地投入到高性能碳基导热界面材料的研发工作中,立志在这个领域闯出一片属于自己的天地。


潜心研发,创新成果频出


一、新型高性能碳基导热界面材料


在鸿富诚的实验室里,曹勇带领着团队成员,每天都在与各种材料和实验设备打交道。为了研发出新型高性能碳基导热界面材料,曹勇和团队成员们进行了无数次的实验。他们尝试了不同的材料组合,调整了各种工艺参数,经历了一次又一次的失败,但始终没有放弃,最终成功开发出了新型高性能碳基导热界面材料。


曹勇不断探索工艺配方和设备调整


这种新型材料通过先进的定向工艺,将微米级碳纤维粉体以及石墨烯片有序排列,并均匀地分布在聚合物基体中,从而大幅度提升热传导的效率和水平。它的导热性能远超传统材料,能够让热量快速、顺畅地传递,大大提高了散热效率。


而且,这种新型材料的应用范围十分广泛,涵盖了5G基站、新能源汽车、AI芯片、数据中心服务器以及大功率半导体器件等多个领域。在5G基站中,它能有效解决设备发热问题,确保信号稳定传输;在新能源汽车里,它为电池和芯片的稳定运行保驾护航;在数据中心,它帮助服务器高效散热,保障数据处理的快速和准确。


二、专利与技术突破


在研发新型高性能碳基导热界面材料的过程中,曹勇团队不断取得技术突破,申请了包括“单组份导热吸波凝胶及其制备方法和应用”,“一种石墨烯金属导热垫片的制备方法”以及“一种高导热柔性石墨烯垫片生产工艺”等多项专利。


其中,“一种高导热柔性石墨烯垫片生产工艺”专利,通过利用静磁场磁力矩作用对石墨烯片进行精确取向排列,实现了石墨烯片在柔性薄膜基材上的高度有序排列,极大地增加了石墨烯片之间的有效接触面积,减少了热传导路径中的热阻,从而显著提升了垫片的整体导热性能。这种高导热柔性石墨烯垫片,在电子设备散热领域具有重要的应用价值,能够有效解决电子设备的散热难题。


截至目前,曹勇团队共申请授权专利60余件,这些专利不仅是他们智慧的结晶,更是鸿富诚在市场竞争中的有力武器,为公司的发展提供了坚实的技术支撑。


三、解决行业痛点


近年来,新能源汽车产业发展迅猛,但芯片和电池组的散热问题,一直是制约其发展的关键因素,也是行业内的一大痛点。


针对芯片散热,曹勇团队采用石墨烯导热垫片来辅助车载大功率MCU芯片的散热,它既能有效地传导热量,又能起到绝缘作用,防止电池组短路。通过将这些材料应用于电池组,能够将电池产生的热量快速传递到散热器端,有效控制电池的温度,防止局部超温或过载,确保了新能源汽车的安全稳定运行。


鸿富诚部分产品展示


载誉而归,砥砺前行


一、众多荣誉加身


曹勇在散热材料研发领域取得的卓越成就,也得到了社会各界的广泛认可和高度赞誉。他先后荣获了“宝安大工匠”“福永街道劳模”等荣誉称号。其中,“宝安大工匠”称号是宝安区对在技术创新、工艺改进等方面做出突出贡献的工匠人才的最高褒奖。同时,他带领的团队还荣获了“工匠人才创新工作室”的称号,这是对他们团队创新能力和协作精神的极大肯定。


此外,曹勇团队研发的高性能碳基导热界面材料还荣获了美国 R&D100 创新奖,这一奖项被誉为“科技界的奥斯卡奖”,是全球最具影响力的创新奖项之一。能够获得该奖项,充分展示了曹勇团队研发成果的创新性和国际领先水平,也让鸿富诚在国际舞台上崭露头角,提升了中国散热材料行业在国际上的知名度和竞争力。


曹勇(右)带领团队在高性能热界面材料领域持续发力


二、未来展望


未来,随着5G、人工智能、物联网等新兴技术的快速发展,电子设备的性能将不断提升,对散热材料的要求也会越来越高。


在技术发展方面,曹勇计划进一步优化材料的定向工艺,提高材料的导热效率和稳定性,使其能够更好地满足未来高功率芯片的散热需求。同时,他还关注着新兴的散热技术,如液冷、相变散热等,希望能够将这些技术与碳基导热材料相结合,开发出更加高效、智能的散热解决方案。


面对国际竞争,曹勇认为,虽然国外在散热材料领域起步较早,拥有一些先进的技术和经验,但中国在近年来也取得了显著的进步,尤其是在碳基材料等新兴领域,已经具备了与国际先进水平竞争的实力。他表示,鸿富诚将积极参与国际竞争,加强与国际企业的交流与合作,学习借鉴他们的先进技术和管理经验,同时,也要发挥自身的创新优势,将中国的高性能碳基导热界面材料推向全球市场,让世界看到中国科技创新的力量。


我们有理由相信,在曹勇的带领下,鸿富诚的研发团队将继续在散热材料领域深耕细作,不断创新突破,为解决全球散热难题贡献更多的中国智慧和中国方案,在未来的科技舞台上绽放更加耀眼的光芒。


参考来源:

1.鸿富诚官网,半导体行业观察,国家知识产权局

2.深圳新闻网:曹勇:潜心钻研导热“凉”方,探索高功率芯片散热最优解

3.华经产业研究院:2024年中国导热散热材料行业发展现状、竞争格局及趋势预测

4.QYResearch:2024-2030全球及中国半导体激光器散热材料行业竞争格局分析报告(十五五规划)


(中国粉体网编辑整理/轻言)

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