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CIME-china|5G时代--- 导热散热材料持续爆发增长( 三 )


4G 的手机天线主要是 2*2 MIMO ， 5G 将更多采用 4*4 MIMO 天线方案 ， 从而提高 5G 的传输速度 。
但是在高速传输的过程当中极其容易产生热量 ， 需要降低传输过程中的温度 。
如何解决传输过程当中的射频前端温度， 前 降低手机性能的损耗是目前 5G 手机里面的挑战之一 。
5G 手机中普通的滤波器对于温度的敏感度高 ， 一旦外部的温度环境发生了变化 ， 会使滤波器的性能出现急剧的下降 。
随着频段数量的增加 ， 相比于 4G 手机 ， 5G 手机中射频滤波器件的需求量也相应增加 ， 对于温度的控制与散热的要求也越来越高 。
2 、5G 手机功耗及结构变化增加散热需求
功耗增加及手机结构的变化增加 5G 手机散热需求 。
（1）5G 手机芯片处理能力有望达到 4G手机的 5 倍,随着 5G 手机功能越来越强大、处理能力越来越强的同时功耗也随之增加 ， 手机发热密度绝对值也将增长 ， 因此 5G 手机将面临着更大的散热压力 。
（2）随着 5G 手机天线数量增加以及电磁波穿透能力变弱 ， 手机机身材质逐渐向非金属靠拢 ， 同时 5G 手机越来越轻薄化、紧凑 ， 对于手机的散热设计也越来越具有难度 。
CIME-china|5G时代--- 导热散热材料持续爆发增长
本文插图

CIME-china|5G时代--- 导热散热材料持续爆发增长
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手机散热方案对比 ， 热管、均温板方案突出
随着手机硬件的不断升级 ， 其所执行的任务计算处理更加繁杂 ， CPU 等芯片部件将会面临热量的侵袭 。
但手机体积有一定的局限性 ， 处理器系统性能会因为温度升高而有所降低 。
因此手机散热问题尤为重要 。
5G 和无线充电对信号传输的要求更高 ， 而金属背板对信号屏蔽的缺陷将被放大 ， 预计 5G 手机不再采用金属背板设计 ， 原有的石墨加金属背板散热技术面临重大挑战 ， 预计智能机将更多使用石墨+金属中框方案 。
目前市场上手机散热的方案主要有：导热凝胶、石墨片、石墨烯、均温板、热管等 。
CIME-china|5G时代--- 导热散热材料持续爆发增长
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从各类手机机型的散热方案来看 ， 热管与均温板散热技术逐渐兴起 。
2018 年小米发布的黑鲨手机采用热管散热技术 ， 热管直径为 3mm ， 长度为 60mm ， 散热面积高达 6000mm2 ，对比无热管CPU 散热效率提升 20 倍 ；CPU 核心温度降低 8℃ ， 处理器可以长时间保持高频和稳定输出 。
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2019年华为发布的新款 5G 手机 Mate 20 X 中散热系采用的是超强导热的均热液冷技术 (Vapor Chamber) 和石墨烯膜组成 。
VC 液冷冷板同时覆盖了华为 Mate 20 X 处理器的大核、小核、GPU ， 处理器的热量通过更短的路径传到 VC 冷板上 ， 并通过相变传热系统将热量扩散到整个机身 。
据华为官方表示 ， 石墨烯膜+VC 液冷冷板的组合散热方案的应用使华为 Mate 20 X 的散热能力较上代 Mate 10 提升约 50% ， 发热集中点的温度较上代下降了 3 度以上 。
官方实测显示 ， 游戏一小时后华为 Mate 20 X的正反面温度分别只有 37.4℃、38.1℃ ， 明显低于三星 Note 9 和 iPhone XS Max 。
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石墨烯、热管/ 均温板散热技术兴起
多层石墨片是当前智能机主流散热方式 。
石墨是一种良好的导热材料 ， 导热性超过钢、铁、铅等多种金属材料 。
石墨片的工作原理是利用其在在水平方向上具有优异的导热系数的特点（性能好的石墨片导热系数能达到1500－1800W/m·K ， 而一般的纯铜的导热系数为380W/m·K ， 高的导热系数有利于热量的扩散） ， 能够迅速降低电子产品工作时发热元件所在位置的温度（热点温度） ， 使得电子产品温度趋于均匀化 ， 这会扩大散热表面积以达到降低整个电子产品的温度 ， 提高电子产品的工作稳定性及使用寿命 。


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