2019年，是智能手機(jī)市場競爭愈發(fā)激烈的一年。集成CPU和GPU的SOC同樣發(fā)展迅速，包括高通、華為、蘋果在內(nèi)的三大芯片巨頭，先后發(fā)布了驍龍855（855plus）、海思麒麟990、蘋果A13旗艦級(jí)芯片。高性能SOC在給我們帶來強(qiáng)大運(yùn)算能力的同時(shí)，大功耗帶來的散熱也不斷困擾著我們。使我們不得不感嘆，今年的旗艦機(jī)真的有點(diǎn)“熱”。

圖1 今年拼多多對(duì)iphone11實(shí)行的百億補(bǔ)貼，將iphone11最低售價(jià)降到了5000元以內(nèi)，不過其發(fā)熱問題也成為各大手機(jī)評(píng)測平臺(tái)關(guān)注的焦點(diǎn)

針對(duì)高性能手機(jī)的散熱問題，各大手機(jī)廠商各顯神通，在功耗與散熱解決方案上，均各有建樹。目前，常見的手機(jī)散熱解決方法包括液冷、石墨片導(dǎo)熱、銅箔導(dǎo)熱、填充導(dǎo)熱凝膠等。從今年下半年以來發(fā)布的新手機(jī)來看，中低端智能手機(jī)對(duì)于散熱問題重視程度一般，一方面是因?yàn)橹械投耸謾C(jī)本身性能較弱，更多用于日常應(yīng)用，不會(huì)帶來大的熱量，另一方面是因?yàn)橹械投耸謾C(jī)利潤較低，不足以支撐高端旗艦機(jī)型的多維度散熱方案。

9月24日，小米9pro發(fā)布，憑借其3699的價(jià)格，小米9pro成為目前所有5G手機(jī)中，價(jià)格最低的旗艦機(jī)型。不過，低價(jià)并不代表著平庸，為了壓制住高通曉龍855plus這顆目前安卓陣營性能最強(qiáng)大的芯片，小米9pro同時(shí)配有VC液冷+5層石墨+高導(dǎo)熱銅箔+導(dǎo)熱凝膠幾大散熱系統(tǒng)，可以說是將目前市面上成熟的散熱材料都用了個(gè)遍。

圖2 由于搭載安卓陣營最強(qiáng)的曉龍855Plus芯片，小米9Pro在散熱系統(tǒng)上很下功夫

華為是國內(nèi)最早將石墨烯散熱技術(shù)用到智能手機(jī)上的主流廠商。早在去年底榮耀發(fā)布的Magic2手機(jī)上，其率先采用了石墨烯鍍膜，以解決麒麟980的發(fā)熱。

圖3 榮耀去年底發(fā)布了Magic2手機(jī)，采用了石墨烯散熱技術(shù)

在今年9月19日，華為在德國慕尼黑的mate30系列發(fā)布會(huì)上，華為手撕三星s10+。由于mate30pro采用了液冷+石墨烯散熱的雙重散熱方案，在5G網(wǎng)絡(luò)下一小時(shí)高清視頻通話后，華為mate30pro5G正面背面溫度分別為35.5℃和36.2℃，相較三星s10+的散熱，具有壓倒性優(yōu)勢。

圖4 華為新品發(fā)布會(huì)上，mate30pro和三星的對(duì)比

石墨散熱材料制造工藝

既然石墨及石墨烯散熱材料如此受寵，那我們一起看看它們是如何制造出來的吧。其中，手機(jī)石墨散熱材料是目前已經(jīng)非常成熟的技術(shù)。人工石墨散熱膜早在智能手機(jī)剛開始普及的時(shí)代，已經(jīng)被應(yīng)用在iphone4上。

生產(chǎn)高導(dǎo)熱石墨膜的方法有很多。例如，將含碳元素99.999％以上的磨細(xì)石墨粉加入強(qiáng)酸中混合配比酸化、浸泡、水洗、高溫膨化后的，通過石墨卷材設(shè)備可擠壓成片狀的石墨散熱片。

圖5 石墨粉到石墨片的工藝流程

圖6 三種石墨散熱膜的對(duì)比

但是，石墨烯散熱膜（片）的生產(chǎn)工藝就復(fù)雜得多。目前國內(nèi)石墨烯散熱片的量產(chǎn)仍未成熟，距離工業(yè)化生產(chǎn)最近的是烯創(chuàng)新材料有限公司在哈爾濱南崗區(qū)的石墨烯散熱片生產(chǎn)基地。烯創(chuàng)新材的散熱片已經(jīng)連續(xù)通過索尼、華為、中興等公司的測試，被列為5G通訊設(shè)備唯一有效散熱方案支持產(chǎn)品。目前，其散熱片項(xiàng)目廠房一期工程、石墨烯復(fù)合粉體制備生產(chǎn)線一期工程均已完成建設(shè)和階段性調(diào)試，而石墨烯復(fù)合粉體預(yù)成型線和終成型線正在準(zhǔn)備建設(shè)中，預(yù)計(jì)明年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

小結(jié)

對(duì)于經(jīng)常使用手機(jī)玩大型游戲的朋友，高性能SOC帶來暢爽快感的同時(shí)，也給手機(jī)散熱帶來很大困難。無外乎高通驍龍芯片會(huì)被戲稱為“火龍芯片”，而獨(dú)立于安卓手機(jī)的iphone手機(jī)，由于其性能更為強(qiáng)大的A系列芯片，更使得蘋果手機(jī)發(fā)熱問題飽受詬病。石墨及石墨烯散熱膜（片）是眾多手機(jī)廠商普遍青睞的散熱材料之一，而華為憑借其強(qiáng)大的研發(fā)能力，在石墨烯散熱技術(shù)上已經(jīng)領(lǐng)先于其它品牌，尤其是今年以來發(fā)布的p30系列、mate30系列均采用了其自研的石墨烯散熱技術(shù)。未來，隨著5G的發(fā)展，高清視頻通話、高性能在線游戲等應(yīng)用場景的普及，智能手機(jī)的散熱問題仍將會(huì)是眾多手機(jī)廠商發(fā)布會(huì)上的重大賣點(diǎn)之一，相信隨著石墨烯粉體制備、成型的進(jìn)一步國產(chǎn)化，明年各大廠商旗艦機(jī)型上應(yīng)該會(huì)見到更多應(yīng)用石墨烯技術(shù)的手機(jī)。

作者：火宣