导热材料主要用于解决电子设备的散热问题，用于发热源和散热器的接触面之间，通过使用导热系数远高于空气的热界面材料，提高电子元器件的散热效率。
目前手机终端、平板电脑等轻薄型消费电子受内部空间结构限制的影响，主流的散热方案包括石墨片、石墨烯、金属背板、冰巢散热、导热界面材料（ThermalInterface Materials，TIM）、热管（Heatpipe，HP）和均热板（Vapor Chamber，VC）。导热系数是衡量散热方案的核心指标。以上方案的导热系数，按照由低到高，依次为金属、石墨片、石墨烯、热管和VC。目前石墨+热管/VC融合的解决方案有望成为发展主流。
石墨是相较于铜和铝等金属更好的导热材料，主要原因在于石墨具有特殊的六角平面网状结构，可以将热量均匀地分布在二维平面并有效地转移。在水平方向上，石墨的导热系数为300~1900W/（m·K），而铜和铝的导热系数约为200~400W/（m·K）。在垂直方向上，石墨的导热系数仅为5~20W/（m·K）。因此，石墨具备良好的水平导热、垂直阻热效果。同时，石墨的比热容与铝相当，约为铜的2倍，这意味着吸收同样的热量后，石墨温度升高仅为铜的一半。
智能手机中主要使用人工合成石墨膜，用量视手机性能和要求而定，大概在3~6片，使用到的部件包括镜头、CPU、OLED显示屏、WiFi天线、无线充和电池等。其中CPU对散热的性能要求最高，其次是无线充，再次是镜头和电池，最后是显示屏和WiFi天线。
人工石墨散热膜是由聚酰亚胺（PI膜）经过碳化和石墨化制成。聚酰亚胺、胶带和保护膜等是上游关键原材料，其中又以聚酰亚胺（PI膜）为主，成本占比高达30%。PI膜是一种高性能的绝缘材料，可广泛应用于卫星导航、数码产品、计算机、手机等领域。该产品具有较高的技术壁垒，全球范围内生产厂商较少，高端产能集中在国外厂商手中。
石墨烯的快速导热特性与快速散热特性，使其成为传统石墨散热膜的理想替代材料，广泛用于智能手机、平板电脑、大功率节能LED照明、超薄LCD电视等散热。除高导热性之外，石墨烯还有其他优异的理化特性，因此下游应用广泛。其中最大的应用场景是锂电材料和导热膜。华为在2019年发布的Mate20X智能手机中，首次将石墨烯用做散热材料，石墨烯锂电池也有望在手机端实现商用推广。
随着石墨烯量产的解决和下游的拓展，预计2020年我国石墨烯市场规模将达到2亿美元，超过全球市场的50%，成为最大的石墨烯消费国家。产业化方面，石墨烯在战略前沿材料中占据关键地位，中国计划实现石墨烯产业“2020年形成百亿产业规模，2025年整体产业规模破千亿”的发展目标。
热管和均热板（Vapor Chamber，VC）利用了热传导与致冷介质的快速热传递性质，导热系数较金属和石墨材料有10倍以上提升，作为新兴的散热技术方案，近年来开始获得广泛应用。热管的导热系数范围为10000~100000W/m·K，是纯铜膜的20倍，是多层石墨膜的10倍。均热板作为热管技术的升级，进一步实现了导热系数的提升。
热管的管壳可以是标准的圆形也可以是椭圆、波纹等异形，用于手机中的热管多以圆形和扁平为主。热管内芯的毛细结构主要包括单层及多层网芯、轴向槽道式管芯和烧结粉末管芯等等。
从生产工艺的角度来看，热管的核心技术是纳米烧结吸液芯技术。具体流程为：
（1）在热管内部壁面上涂布一层纳米高分子液体粘结剂；
（2）在粘结剂上涂布一层金属粉末；
（3）送入高温烧结炉内进行烧结；
（4）冷却后即完成热管烧结芯。
均热板又叫平板热管，其工作原理与热管类似，包括了传导、蒸发、对流、凝固四个主要步骤。两者的差别在于热传导的方式不同。热管的热传导方式是一维的，是线的热传导方式，而均热板的热传导方式是二维的，是面的热传导方式，所以散热效率更加高。研究表明，VC散热器的性能比热管提高20%~30%。
虽然热管和VC的导热系数远高于金属、石墨和TIM材料，但在电子产品超薄化和轻量化的发展背景下，将热管和VC的厚度控制在合理范围面临很大挑战。除厚度需要满足智能手机轻薄化的需求外，热管实际导热系数受长度和外观两大因素的影响。长度越长，导热系数越高。外观方面，打扁和折弯等形状变化都会影响热管的毛细极限和蒸汽腔极限，两大极限值中的较低者决定了热管的最大导热量。由于热管和VC的生产工艺要求较高，目前主要供应链在海外，国内厂商正在积极寻求突破。
