由于石墨烯具备良好的导热性能、快速散热性能，因此随着5G手机高端化发展，石墨烯导热膜+均热板将成为智能手机的主要散热方式，2019年石墨烯导热膜在5G手机中的占有率已经超过30%。未来随着5G智能手机的普及，石墨烯导热膜的市场渗透率不断提升，预计到2022年5G手机石墨烯导热膜的渗透率约为34%左右。
随着全球经济的快速发展，以及5G技术的逐渐成熟，5G智能手机市场需求持续攀升，到2019年全球5G智能手机出货量约为0.19亿部，预计到2021年将达到4.6亿部。随着手机系列的更迭，石墨烯导热膜的应用技术逐渐成熟，单部手机石墨烯导热膜应用价格从2019年的1.4元/部降低到2021年的0.9元/部。
根据新思界产业研究中心发布的《2020-2024年中国石墨烯导热膜行业市场供需现状及发展趋势预测报告》显示，若按照以上5G智能手机出货量、石墨烯导热膜在5G手机的渗透率，以及石墨烯导热膜的价格变动进行计算，则2019年全球5G智能手机用石墨烯导热膜的市场规模达到800万元，预计到2021年市场规模达到1.3亿元。
就市场竞争方面来看，智能手机5G发展已成为趋势，未来5G手机散热市场发展潜力较大，因此当前较多企业布局在该领域。从全球市场来看，美国以及日本在石墨烯导热膜生产方面具备先行优势，日本松下、Graltech、日本Kaneka为行业内龙头企业，本土企业碳元科技、中石科技、中易碳素、新纶科技等，由于受限生产原料PI膜高度进口依赖，所生产的石墨烯导热膜在价格、质量方面不具备竞争优势，市场规模相对较小。
从产量方面来看，随着我国石墨烯产业的发展，以及智能手机高端化进程加快，石墨烯导热膜行业得到快速发展，进入企业数量不断增长，到2019年约有16家左右，产量也达到近800万平米。从石墨烯导热膜相关企业分布来看，当前国内石墨烯导热膜产业基本形成以长三角、珠三角、京津冀区为产业集群，多地分布式发展的产业格局。
新思界产业分析人士表示，随着智能手机高端化发展，对于散热要求以及需求提升，进而带动石墨烯导热膜市场需求攀升，促进石墨烯导热膜行业快速发展。在生产方面来看，我国石墨烯导热膜生产企业起步较晚，且核心原材料PI膜高度依赖进口，因此产品在国际市场中不具备竞争优势，市场占比相对较小。