在5G、人工智能、云计算等技术飞速发展的今天，全球数据流量持续激增，数据中心正迅速向400G、800G及未来1.6T更高速率升级。随之而来的是光模块功率密度的显著提升，发热量急剧增加，散热问题日益成为影响传输稳定性、信号完整性及器件寿命的核心瓶颈。在这一背景下，高性能导热凝胶作为关键热管理材料，正发挥着不可替代的作用。

为什么光通讯领域迫切需要导热凝胶？

光模块内部结构高度集成，热源与外壳之间的距离极小，导致界面热阻成为整个散热路径中的主要瓶颈。实验表明，温度每上升10℃，光模块寿命可能缩减一半。传统的导热材料（如硅脂、导热垫片）已难以满足高速光模块的散热需求，而高可靠性导热凝胶凭借其独特优势成为理想解决方案：

• 完美填充微隙：凝胶态材质能自动填补芯片与散热器之间的微观不平整表面，消除空气隔热层

• 柔软低应力：对芯片、焊点等精密元件施加的应力极小，避免损坏敏感组件

• 自动化点胶生产，方便快捷：适用于丝网印刷和自动点胶，替代预制的导热垫片，提高生产效率

高性能导热凝胶的关键特性与技术要求

高导热性能

针对光模块的高热流密度散热需求，现代导热凝胶的导热系数不断提高。例如：

• 汇为推出的HW-GEL80单组份预固化导热凝胶，导热系数高达8W/(m·K)，能轻松应对超过200W的芯片散热挑战

• HW-GEL120导热凝胶导热系数为12W/(m·K)，配合0.12℃·cm²/W的超低热阻，能在芯片与散热器之间建立高效热传导路径

卓越的可靠性

光模块通常需要7x24小时不间断工作，这对导热材料的长期可靠性提出了极高要求：

a. 抗老化性能：通过严苛的冷热冲击（-40℃~125℃）、高温高湿（85℃/85%RH）等老化测试，1000小时后性能依旧稳定

b. 低挥发特性：挥发量<0.1%，避免挥发物污染光学界面，影响光信号传输

c. 长期稳定性：无析油、干裂现象，保障设备全生命周期可靠性

工艺适配性

现代光模块生产高度自动化，一支400G或800G光模块大约需要10克左右的导热凝胶用于芯片散热。因此，导热凝胶需要具备：

1.出色的流速：在恒定压力及30cc针管下出胶顺畅

2.优异的点胶性能：出胶均匀无拉丝，断胶无残留

导热凝胶在光通讯领域的具体应用场景

高速光模块散热

• 400G/800G/1.6T光模块：用于DSP芯片散热、激光器TOSA散热

• 5G前传/中传光模块：为25G/50G PAM4光模块提供整体散热解决方案

• CPO共封装光学：应用于硅光芯片与驱动芯片界面散热

市场发展趋势与国产化进步

随着光模块速率不断提升，散热需求日益严峻，导热凝胶技术也在持续进步。目前，国产导热凝胶已经取得显著突破：

• 汇为公司多年前已实现6W,8W的批量供货,并在2024年率先实现12W,14W导热凝胶的批量交付

• 作为国产导热凝胶的领军企业，通过引进先进检测设备，大幅提升了产品可靠性验证能力，为光通信行业提供了更可靠的国产化散热解决方案。

结语

在高速光模块不断迭代的背景下，高性能导热凝胶已从辅助材料升级为影响光通讯设备可靠性、寿命和性能的关键材料。未来，随着数据速率进一步提高和国产化替代浪潮推进，兼具高导热性、卓越可靠性和优异工艺性的导热凝胶将在光通讯领域发挥更加重要的作用，为全球数字基础设施建设提供坚实保障。