
本文成文于2025年8月中,写本次专栏的原因是上周看到有新闻,说有个新的纳米碳管导热垫被用在PC散热上,这引起了我的兴趣。
之前我就关注过与之类似技术路线的垂直取向石墨导热片并且写过专栏:
下一代液金何必还是金属,垂直取向石墨导热片技术已经卷出了新魔王
不仅如此,此技术路线的国内量产版——鑫谷石墨烯导热片我也买了并且实测过,性能确实比硅脂强,它也是我第二轮导热材料测试的冠军:
测测除液金外的非绝缘导热材料们——鑫谷石墨烯,第二轮导热材料测试冠军
这算是有珠玉在前,不仅如此,此次产品的厂子——Carbice在我频道也不是第一次出现了,之前我提到的和陶氏化学一起整活的那个纳米碳管厂商就是Carbice,想不到这次主角也是它。

这厂子的名字其实就非常贴切的展现了其产品的特性,Carbice=Carbon+ice,技术路线走的是碳基材料,想实现的效果是设备和ice一样的凉爽。所以它就是制造碳基TIM的一家公司。

公司主业上挂着其发展的脉络,公司CEO的博士论文就是研究碳纳米管作为TIM的种种特性的,后来这老哥2011年下海创业,成立公司,拿到了DAPRA和NSF的一些研究经费做了不少把实验室技术产品化的工作。
其技术路线是碳纳米管(CNT,carbon nanotubes),找的网图是这样的,可以看做是把单层石墨烯卷成筒子状,由于我并非材料专业的,在我不严谨的理解中,它和垂直取向石墨在导热原理上也差不太多,无非是碳纳米管可能力学特性不太一样。

它家产品的艺术照如下:确实蛮漂亮的,碳纳米管和头发一样,既保持垂直取向,但又能比较柔软的填充缝隙

但是更清晰的效果如下:
首先是外面的聚合物涂层

最重要的就是像毛刷一样的碳纳米管:

而中间有一层充当龙骨的铝箔,增强了横向的导热,至于一致的粘合线我得提醒下大家,既然中间有固体,这种结构是没法压的太薄

看了细节结构,我想大家应该能明白我说的这材料更像“双面刷”的理由了,和下图的结构非常相似。

而这些柔性的毛刷让其能维持比较充分的填隙的同时,不像硅脂一样容易到处流动。

另外此柔性碳管层的弹性特性让其具有抗震动,消除集中压力和对抗pumpout的能力,多轮热循环后,仍然能保持性能几乎不变


说完其特点后,再聊聊其公司的分类产品线:分为工业用,航天用和民用。

查询资料的时候发现其实内部并没有把几种应用分的那么清楚,感觉更像是命名规则刚建立,不过本次给PC上用的垫子已经强调叫做Ice Pad了。

那这款产品有没有什么实测结果呢,有但是不太多。
首先是比较明确的,寿命实验。
首先是导热垫的美图:没啥特点,不像鑫谷石墨烯或者暴力熊的kyrosheet有明显的横向条纹

测试芯片是4080 super GPU,测试方法是用furmark反复烤甜甜圈,烤3分钟停3分钟作为一次循环,风扇一直满速运行。
而测试结果的记录是在循环固定次数后,连续烤15分钟看稳态的GPU 热点温度。

测试结果如下:
刚开始的时候,使用Carbice垫子情况下的热点温度比用硅脂的时候高了8-10°,但是经过多次热循环后,使用硅脂的对照组的热点温度已经接近100°了。而使用Carbice垫子的温度则不升反降,直到12000次循环后,热点温度比刚上机那会低了不少。

简评一下这个测试结果:循环次数够了,但单个循环的时间不太够,不过也足够说明其抗pumpout能力的优秀了。
另一个比较明确的实验是对于芯片的均热能力:
实验效果如图:

越红代表此区域比此芯片的均温要高,越蓝表示与芯片均温靠近。使用Carbice的垫子后,明显比用垂直取向石墨导热垫的温度更加平均。
实验简评:
有点新闻学魅力时刻了,现在民用市场上售卖的垂直取向石墨导热垫只有暴力熊的两款价高质次的“铁憨憨”,比它们强点说明不了啥。能赢的了鑫谷石墨烯导热垫才算是优势明显,但估计为了宣传,Carbice公司不会允许这么比较的。
非绝缘导热材料们——Carbonaut石墨导热片实测,“超高性能是你的谎言”
测测除液金外的非绝缘导热材料们——Kryosheet石墨导热片实测
所以均热能力有,比硅脂类的强问题也不大,但是和同为石墨TIM的垂直取向石墨导热垫就不知道哪个更厉害了。
除了上述的两个实验外,其余的实验就不太对味了,比如这个散热温度实验。
本来是想表现其热阻比较低的,但这结果图的槽点太多了:

首先,完全没有真实的实验数据,拿什么芯片测的,怎么测的,到底降低了几度等要点完全没说。
其次,图里的常识性错误有点多,拿来做TIM的金属肯定是液态金属,但液金金属的热阻比PCM(相变材料)低了可不止5%,一般低25%-30%,而Carbice的碳纳米管在热阻只比PCM低5%的前提下,温度怎么能比液态金属还低,完全不符合常理,大概率有问题。
最后,作图误导人,其实只比PCM低5%的热阻,温度画在一个那边连Y坐标轴都没写的图里,好像温度大幅降低似的,有明显的误导嫌疑。
这小小的一张图,3个槽点,Carbice的碳纳米管的性能疑点重重,我估计应该只能和硅脂与相变材料一样,由于硬要吹牛,只能来点尬的了。。。。。
比起导热性能,更大的一个问题,Carbice公司甚至完全不敢提,就是压力特性。这非常重要,再好的热特性,如果必须要冒着把电路板压坏的超高压力才能实现,那等于没有。而在这点上,Carbice这个碳纳米管的技术路线,需要的压力很可能不低。
首先是理论上,我之前也做过比方,这玩意可是石墨软刷的结构,去超市买个牙刷,拿手按压后就能明白我的意思,即使单个刷毛确实超软,但若想保持按压面尽量多的刷毛接触,整体压力不会很小的。
另外是实测数据方面,虽然本次的讨论的ice pad产品,Carbice公司没给压力/热阻曲线,但是有其他产品的datasheet上无意间透露了对应的信息。

第一个是他和陶氏化学的合作款产品——SW90,这款就是陶氏化学做了碳纳米管外面的那个聚合物外壳(有机硅蜡),理论上来说,陶氏玩硅脂的经验太丰富了,此改款的接触热阻比起原版应该能压低不少,但看30psi的压力/热阻特性,竟然也有0.13cm^2/K,这比起普通硅脂还是高了不少的。
另一个压力特性来自于Carbice公司2023年在IEEE上发的论文,虽然主要是拿自家给航天做的Space Pad的数据,但大概的特性,都是纳米碳管,趋势肯定不会错。

看完之后我就有点郁闷了,这玩意的”甜点“压力竟然要200-300psi了,压力要求对于民用来说,太高了。
之前我就研究过台式机和笔记本核心芯片的压力程度能力,即使是最耐艹的有顶盖的台式机,intel给的标准是刚上机的短时间承受114psi的力量,长时间用,压力特性建议在60psi左右。
勘误,芯片和芯片的体质不能一概而论,台式机与笔记本用的主芯片们是其中的“体育生”
研究笔记本CPU和GPU芯片下压力与TIM的路上有无数的坑需要避开,以天选5为例
它这个“石墨软刷”材料的充分接触,果然需要“大力出奇迹”,而民用芯片可没这个条件,那就只能损失点性能了。这也算是解释了为啥Carbice完全不提其压力特性,因为确实不太好拿得出手。
同样的,此需要高压力的特征也能部分解释其为何和PC整机商合作,个人使用者既没有条件也没有意识控制压力,为了能顺利的推向市场,那就花钱让PC整机商帮忙安装,用特制工装控制压力。看上面的压力曲线来说,甚至可以先以最大的120psi的力量压半小时后,等待碳纳米管基本成型后,再调整降低压力,回复到长时间使用的70psi以下,这样性能也不错,用起来也安全,而这就需要专门的人员按照SOP规范作业才能保证效果。所以这可能也是Carbice找装机商合作的原因之一。
显而易见的好处其实还有一个,但比较简单,我就一句话带过了——多次用的时候不需要麻烦的擦硅脂,方便。这个和很多人用鑫谷石墨烯的理由差不多,看着干净不脏手也是好体验的一环啊。

最后就是价格问题了:
这货的成本应该是不高的,其网站上反复强调affordable,去年的时候目标价格是6刀,可以反推其成本也就2-3刀,别说比起暴力熊那种“智商税”大厂的定价了,比起鑫谷石墨烯还便宜,确实可以。

但今年和PC整机商合作卖的时候,价格涨到了10刀(二道贩子又来抽水了),更是添加了必须购买整机的条件了,直接让我这种想实测其性能的人断了念想,只能看后续会不会开放单独购买吧。

已经可以总结一下这玩意的几个特点
1. 寿命长,原理上对pump-out几乎免疫
2. 均热能力强,可以比较好的消除热点。
3. 散热性能不确定,应该弱于鑫谷石墨烯,无法明确超过硅脂和相变材料,甚至可能还略弱
4. 压力特性,完全不敢提,应该需要较大压力才能满血
5. 干净,不脏手
6. 价格本身不贵,但和整机捆绑有点恶心。
主观尾巴:
我去年在垂直取向石墨导热垫GT200pro发布的时候就预言过这条技术路线的TIM之后会有比较大的应用空间,想不到1年不到,就已经有了鑫谷石墨烯和这个Carbice的ice pad这两款民用产品发布,未来到来的速度看来还是比我想的快点的。
下一代液金何必还是金属,垂直取向石墨导热片技术已经卷出了新魔王
此外聚焦到本产品来看,金属龙骨增强面内的导热能力(均热)+碳纳米管提供弹性和填充细缝的想法确实非常有意思,实践来看,均热和寿命应该确实可以,但压力特性和实际导热能力应该还需要进一步优化才能拓展自己的应用面,我个人还是比较期待其产品迭代2-3次后能用在笔记本上的那一天的。