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前言:
2026年4月,中國科學院金屬研究所攜手頂尖國際研究團隊,在世界頂級學術期刊《科學》上“官宣”:一款集超高強度、優異導電、高熱穩定與良好延展性于一身的“超級銅箔”,已悄然走出實驗室,對準了千億級的AI與新能源藍海,一個“六邊形戰士”就此登場。
作者| 方文三
圖片來源 | 網絡
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傳統銅箔的“偏科”與力不從心
銅箔,既是集成電路互連線的“神經”,也是鋰電池集流體的“血液”,在高端制造中擁有雙重戰略價值。傳統銅箔的性能優化始終陷入“此消彼長”的固有矛盾:提升強度往往犧牲導電性,強化熱穩定性又常引發材質脆化。隨著AI算力升級與新能源系統迭代,產業對“三高”——高強度、高導電、高熱穩——的全能型材料需求日益迫切,單一能力的“偏科”已成掣肘。這就是銅箔行業的“不可能三角”,每一次性能的取舍,都意味著頂尖電子產品制程的一次妥協。
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與此同時,AI算力的崛起并非只重創“下游”。以HVLP(極低輪廓銅箔)為代表的高端銅箔需求,正迎來前所未有的增長。據QY Research數據,2025年全球AI電子銅箔市場銷售額已達40.81億元,預計2032年將攀升至69.48億元。其中HVLP銅箔市場更是火爆,2025年全球規模約36.73億元,預計2032年增至161.3億元,復合年增長率高達22.7%。在AI服務器驅動的高頻高速覆銅板領域,技術、人才與客戶認證壁壘高企,而銅箔作為CCL上游關鍵材料,成本占比高達42%。日系企業曾長期把持高端HVLP4代及以上的主要份額,但“日立新聞”顯示供需缺口已然形成——掌握真正全能型“六邊形戰士”者,將終結這場“高端材料饑渴癥”。
中科院“超級銅箔”如何打破不可能三角
銅箔的滯后,本質上是材料學的微觀陣列問題。此次中科院金屬所盧磊研究員團隊的成果,被譽為“序構金屬再獲突破”,其底層邏輯完全不同于傳統靠堆砌合金元素。團隊創新性地采用了“梯度序構”微觀結構——在10微米厚度、純度高達99.91%的超純銅箔中,內部形成了平均尺寸僅3納米的高密度納米疇,并沿厚度方向呈“貧、富”交替的周期性梯度分布。
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這種設計的精妙之處,在于它巧妙地在晶粒間和晶粒內實現了雙重序列效應。在水平方向上,晶粒間均勻分布的納米疇能有效抑制應變局域化,大幅提升材料均勻變形能力;在垂直方向上,梯度分布的納米疇則誘導產生超高密度的幾何必需位錯,實現顯著強化。高密度的納米疇既能死死釘扎晶界、抑制高溫下的晶粒長大,又因其對電子的散射作用極弱,確保了銅箔的高導電性。
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這款“超級銅箔”的抗拉強度達到了驚人的900兆帕,約是普通工業銅箔的兩倍;然而,它的導電率卻依然頑強地保持在90% IACS,遠超同等強度傳統銅合金的兩倍。更難能可貴的是它的熱穩定性——在室溫放置近半年后,其性能依然不降。一舉打破了長期困擾行業的“三角死結”。
“六邊形戰士”的全域應用驗證
中科院團隊的高明之處還在于,它開辟了一條具備工業條件下連續規模化生產能力的路線。也就是說,這項高技術成果從一開始就考慮了量產落地。
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在產業端,多個緊迫的需求信號已近在眼前。三井金屬已于2026年3月宣布對載體銅箔提價12%,4月生效,預告了產能的緊缺;隆揚電子啟動AI高速電子銅箔二期項目,核心聚焦高端HVLP5銅箔擴產以應對AI服務器浪潮;為了搶抓此輪窗口,中一科技年產萬噸AI電子銅箔項目在密集調試后已進入試生產。諾德股份也聯合高校,成功研發出兼具超高強度與良好延展性的超薄銅箔,向“雙峰異構”方向探索。下游的緊迫與上游的技術儲備,共同為“超級銅箔”的產業化構建了極佳的生態土壤。國產替代的速度正在以前所未有的態勢加速。
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誰在布局“超級銅箔”未來?
這一次,中國銅箔企業正在全面出擊,不再滿足于低端產能的轉產,而是已切入AI算力的技術核心環節。例如,德福科技已實現HVLP1-2小批量供貨,應用于英偉達項目及400G/800G光模塊領域,HVLP3已通過日系覆銅板認證,預計2025年放量,HVLP4、HVLP5分別進入客戶試驗板測試和特性分析測試階段。銅冠銅箔自主研制的HVLP極低輪廓電子銅箔入選安徽省首批次新材料目錄,關鍵性能指標達到國內領先、國際先進。
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多家國內企業單點突破的背后,隱藏著中國銅箔主升浪的野心——即從供應鏈的被動配套者,轉變為AI基礎設施的底層材料定義人。特別是梯度序構這種從微觀到宏觀的構筑理念,讓“六邊形戰士”不再是單一產品,而成為整個高端材料體系的破局范式。
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開啟AI底層材料的“正反饋”循環
在過去的科技大周期中,無論是ChatGPT催生的算力集群,還是新能源車的滲透率飆升,都在被動等待著材料的突破。如今這一局面正在倒轉。
中科院金屬所的“超級銅箔”,通過非對稱設計讓AI芯片和鋰電的前端界面實現了功耗、成本與帶寬的同時改善:高導電與高熱穩讓在高頻、大功率工作場景下的信號傳輸損耗與芯片發熱大幅降低,支撐AI芯片向更高集成度、更高算力密度迭代;新能源鋰電池也將有望做得更薄、更安全,大電流充電損耗更低。
結語:銅箔的迭代已經起跑,并且跑出了加速度。賽道上的“六邊形戰士”已然在握。這不僅是一場銅產業的勝利,更是AI時代從軟科技創新回歸底層材料自主可控的戰略轉折點。
網絡援引:
中安在線:《銅冠銅箔一材料入選安徽首批次新材料目錄》
上海證券報:《“光”催化!載體銅箔迎全面重估?丨每日研選》
新浪財經:《純度99.91%:中國科學家打造超級銅箔,為AI與新能源注入核心動能》
證券時報網:《隆揚電子AI高速電子銅箔二期項目開工奠基,搶灘高端銅箔市場新藍海》
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