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三星、LG新旗舰机纷纷采用热导管散热技术,引产业链跟风

手机中国联盟  · 公众号  · 手机  · 2017-02-24 18:34

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集微网 文/徐伦

外观尽可能的做到轻薄漂亮是智能手机厂商一直追求的目标。但是鱼和熊掌不可兼得,在有限的空间,越来越密集元器件带来一个很大的问题——散热!此前就有很多消费者抱怨,使用智能手机就像是铁板烧。不仅消费者感觉热,手机本身因为太热也会变得更慢、更容易坏。

这几年手机厂商也一直在寻找各种散热方案。目前很多机型都采用石墨片散热方法。不过,最新消息显示,热导管散热方式正在成为产业链的关注点。

传韩国厂商高端机纷纷采用热导管散热技术

据外媒报道,在下周举办MWC 2017上,三星将发布高端Galaxy Tab S3平板电脑,其配置9.6寸2048x1536 分辨率屏幕,搭载高通820处理器,拥有4GB RAM,32GB ROM等。值得关注的是,这款平板电脑将采用0.6mm的热导管散热技术。

更值得关注的是,传闻三星即将发布的年度旗舰Galaxy S8 也将采用0.4mm的热导管。此前传闻信息显示,开始Galaxy S8 采用2根热导管,1月出货。后来被证实仍是单根热导管,预计2月开始量产出货。其供货商来自台湾厂商超多和双鸿。不过,目前两家厂商并没有对传闻做出回应。

另外除三星外,另一家韩国厂商LG 即将在MWC上发布的手机G6 也首度采用散热导管的解热方式。传闻供货商为台达电及日商古河,已经从1月开始出货,月出货量百万级别。对于散热效果,有媒体报道称LG G6采用的铜制热导管设计,可以令芯片组工作时的温度降低6%至10%。

产业链高度关注热导管散热技术,原因与手机影音娱乐流行有关

由于韩国厂商在旗舰手机纷纷开始采用热导管取代传统的石墨片散热方式,引起立即引发产业链其他厂商的关注。目前很多手机厂商兴趣都很浓厚,不过都处于测试阶段。

虽然很多手机厂商仅是测试,但是热导管厂商依旧很兴奋,不断送样品到手机厂商测试。有分析人士指出,其本质原因是,此前热导管厂商的出货对象多为电脑厂商,不过目前每年电脑仅有2.5亿台出货量,而智能手机每年出货量高达15亿部左右。一旦智能手机厂商开始大规模采用热导管技术,将带来巨大的市场机会。

在后智能手机时代,为何手机散热的主流技术会突然改变?业内人士分析表示,随着4G网络的普及,以及5G 网络的到来,智能手机在影音娱乐上的需求越来越大,厂商更加要考虑散热的因素。而这次有望在三星和LG的推动下,加快热导管散热普及速度。

盘点智能手机散热的主流技术

盘点过去几年,智能手机的散热方式和技术可为五花八门。包括依靠石墨材料散热、金属背板散热、硅脂散热、热管散热……

石墨材料主要由多晶石墨构成,属于无机非金属材料,但因它具有良好的热,电传导性而被称为半金属。由于石墨具有比某些金属还要高的热、电传导性,同时具有远比金属为低的人热膨胀系数,很高的熔点和化学稳定性,这就使它成为了手机散热的首选材料。

石墨的散热原理实际上是利用了石墨具有独特的晶粒取向,它沿两个方向均匀导热,可以贴附在手机内部的电路板上面,既可以阻隔元器件之间的接触,也起到一定的抗震作用。由于导热性能高,它可以很快将处理器发出的热量传递至大面积石墨片的各个位置进行热量扩散,从而间接起到了散热作用。


石墨片散热(图来源网络)

在手机石墨片散热的基础上,厂商也重复利用手机外壳来进一步散热。苹果在采用了金属外壳的 iPhone 中使用了一种金属背板散热的技术,它在使用石墨散热膜的基础上,在金属外壳的内部也设计了一层金属导热板,它可以将石墨导出的热量直接通过这层金属导热板传递至金属机身的各个角落,这样一来密闭空间中的热量便能迅速扩散并消失,握持时人也不会感受到太多的热量存在。


iPhone 6s 石墨散热膜以及金属导热背板(图来源网络)

另外,受到PC 时代散热方案的启发,有厂商开始使用散热膏。此前荣耀6在处理器上就采用了类似硅脂的热凝胶散热剂,这种介质的传导效果要比石墨表现得更好。


华为荣耀6导热凝胶(如手机中国)

综合以上散热方式,OPPO 曾经在R5上提出过自己的“冰巢散热”技术。其原理与传统的PC类似,不过采用的材料并非硅脂,而是一种被称为“类液态金属”的相变材料。

相变材料在常温下是固态,而当温度上升,材料就会变软,这个变化的过程会吸收大量的热。在OPPO R5中,这种相变材料被制成片状,填充在处理器芯片和金属背板之间。在芯片发热时,相变材料会帮助热量向四周扩散,提高散热面积,让热量加速散逸到外界,这样就不会出现某个点过热的情况。


OPPO 的冰巢散热原理,以及其他几种技术对比

热导管散热技术也就是我们前面提到三星、LG 最新手机采用的技术。所谓的热管技术,就是将一个充满液体的导热铜管顶点覆盖在手机处理器上,处理器运算产生热量时,热管中的液体就吸收热量气化,这些气体会通过热管到达手机顶端的散热区域降温凝结后再次回到处理器部分,周而复始从而进行有效散热。这也被称为“水冷散热”。


Surface pro 3采用了热管+风扇的散热方案(图片来自雷锋网)

2013年5月,日本一家智能手机厂商就发布了世界上第一款采用热管散热技术的手机。其内部封装了一条充满液体的热管,长约10厘米,热管和处于主板平行位置的石墨散热片充分结合,迅速将处理器产生的热量传导至聚碳酸酯外壳上,以实现散热的目的。后来像索尼Z2,微软的 Lumia 950/950XL,以及国内的360手机都曾用过该技术。(集微网文/徐伦,部分图片、内容引自网络)

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