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Prognose von IDTechEx

Markt für Wärmeleitmaterialien wächst stark

18. August 2025, 10:21 Uhr | Corinne Schindlbeck

Bis 2026 prognostiziert IDTechEx dem Markt für Wärmeleitmaterialen ein starkes Wachstum.

IDTechEx erwartet in einer Prognose bis 2036 bei Wärmeleitmaterialien ein Marktvolumen von über 7 Milliarden US-Dollar. Treiber sind unter anderem der zunehmende Bedarf für Elektromobilität, aber auch Rechenzentren und 5G.

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Der Markt für Wärmeleitmaterialien (Thermal Interface Materials, TIMs) soll nach Einschätzung von IDTechEx bis 2036 auf über 7 Milliarden US-Dollar anwachsen. Dies entspricht dem 2,6-fachen des prognostizierten Volumens im Jahr 2026.

Die Materialien werden unter anderem in Traktionsbatterien, leistungselektronischen Baugruppen von Elektrofahrzeugen, Rechenzentren, Halbleitergehäusen, 5G-Komponenten sowie Geräten der Unterhaltungselektronik eingesetzt. Verfügbare Materialformen sind Gap Pads, Wärmeleitpasten, wärmeleitfähige Klebstoffe und Phasenwechselmaterialien.

Einsatz in Elektrofahrzeugen

Die zunehmende Leistungsdichte und Wärmelast in Batteriesystemen und Leistungselektronik von Elektrofahrzeugen führt zu einer steigenden Nachfrage nach thermisch optimierten Zwischenlagen. In Batteriesystemen dominieren derzeit Gap Filler aufgrund ihrer automatisierungsfreundlichen Verarbeitung. Mit dem Übergang zu Cell-to-Pack-Konzepten verändern sich die Anforderungen: TIMs müssen direkt zwischen Zellen und Kühlplatten platziert werden und gleichzeitig an das thermomechanische Verhalten angepasst, chemisch beständig und strukturell verbindend sein.

In der Leistungselektronik setzt sich der Wechsel von Silizium-IGBTs zu SiC-MOSFETs fort. Aufgrund höherer Sperrschichttemperaturen (bis über 200 °C) steigen die Anforderungen an die thermische Anbindung. Für TIM1 (zwischen Chip und Substrat) werden zunehmend gesinterte Silberpasten eingesetzt; Kupferpasten gelten als potenzielle kostengünstigere Alternative. TIM2 bezeichnet Materialien zwischen Modul-Baseplate und Kühlkörper.

Anforderungen in Rechenzentren

In Rechenzentren rücken Wärmeleitmaterialien durch die zunehmende Umstellung auf direkte Flüssigkeitskühlung (Direct-to-Chip) in den Fokus. Mit steigender Kühlleistung durch Flüssigkeitssysteme werden TIMs zum thermischen Engpass. Die Herausforderung besteht darin, Materialien mit hoher Wärmeleitfähigkeit und gleichzeitig geringer mechanischer Steifigkeit bereitzustellen, um lokale Toleranzen und Topographien auf Systemkomponenten ausgleichen zu können.

Entwicklungen im Halbleiter-Packaging

Mit dem Übergang zu 2.5D- und 3D-Packaging-Architekturen steigen die Anforderungen an TIM1 und TIM1.5 innerhalb der Gehäuse. Die thermischen Übergangswiderstände müssen bei gleichzeitig geringer mechanischer Belastung minimiert werden. Der Bericht analysiert unter anderem den Einsatz von Indiumfolie, flüssigem Metall, silbergefüllten Gelen und Graphenfolien durch verschiedene Akteure der Halbleiterindustrie.

Anwendungen in 5G, Fahrerassistenzsystemen und Consumer-Produkten

In der 5G-Infrastruktur sowie bei Komponenten für Fahrerassistenzsysteme – etwa LiDAR, Radar oder Steuergeräte – steigt mit wachsender Rechenleistung auch der Bedarf an Wärmeabfuhr. In der Unterhaltungselektronik, insbesondere bei leistungsstarken Mobilgeräten, könnten neue Werkstoffe wie flüssiges Metall punktuell eingesetzt werden.

Füllstoffe als Leistungstreiber

Die Wärmeleitfähigkeit von TIMs hängt wesentlich von Art, Geometrie und Dispergierung der eingesetzten Füllstoffe ab. IDTechEx vergleicht in seiner Analyse unter anderem Aluminiumoxid, Bornitrid, Aluminiumhydroxid, Zinkoxid, Magnesiumoxid, Kohlenstoffnanoröhren und Graphen hinsichtlich Leistung und Kostenstruktur.