2022-01-04最新发布:手机热就像全球变暖 没有厂商有什么解决办法

2022年01月04日最新三伏天发布。在各大电商平台和测评网站上，一个小物件出现的次数越来越多。散热夹贴在手机背面，是手机的外置风扇和空调，用来给手机降温。散热夹的流行把手机越来越热的事实摆在了桌面上。在手机计算能力几乎无所不能的当下，散热与芯片一样，成为了行业面临的瓶颈之一。

手机配置提高，发热大大增加。

理论上，手机的配置和性能越高，散热越好。其实手机越来越热，直接关系到手机配置的升级。

理想情况下，虽然手机芯片的制造工艺越先进，但晶体管密度越高，性能越高，功耗越低，温度控制越好。

然而在实际应用中，性能更高的手机会处理更复杂的任务，满足更高的需求。

典型的场景是玩游戏和看视频。近年来，手机游戏的超清、90Hz高帧率模式已经普及到更多手机，视频网站也相继推出了4K、HDR等高清视频。当手机处理这些任务时，功耗相应变高，过程中增加的热量往往超过芯片级带来的提升。

苹果的5nm A14仿生芯片内置了118亿个晶体管，相比7nm芯片增长了近40%。不过iPhone手机长期存在的屏幕变暗、降频等问题依然会出现在iPhone12上，因为手机在游戏模式下温度过高。

然而，当晶体管以数百亿来到骁龙888时，它并没有“失望”，它成功地从骁龙810手中接过了“火龙”的称号。

除了芯片，5G手机的整体升级配置也增加了工作时的热度。分辨率更高、刷新率更高的屏幕会带来更高的功耗。在一次测试中，某品牌手机在120Hz刷新率模式下的电池寿命比60Hz模式下低20%-25%。更大更快的电池和充电模块也会增加发热的风险。

另外，5G本身意味着更高的传输损耗，5G的全网能耗是4G的2.4-2.8倍，这也对手机天线和射频前端模块的数量提出了更高的功耗要求。同时，薄弱的5G网络也让手机一直处于寻找信号的状态，导致功耗和发热更大。

手机越来越热是不可避免的。如何为手机散热也是行业内重要的技术方向。

厂商用这三种方法为手机散热。

由于手机的体积，手机很难像电脑一样内置风扇散热。虽然有些游戏手机内置了散热风扇，但这是专有设备的“赛博朋克”尝试。事实上，近年来手机散热技术不仅发展缓慢，甚至在追求轻薄方面，也常常被视为牺牲点。

说白了，给手机降温的过程很简单，就是把手机内部的热量导出到手机外部。在相同的环境温度下，手机后盖与空气之间的导热效率基本不变，因此散热工作主要在手机内部，内部元器件特别是Soc产生的热量很快被导向手机壳。

iPhone4诞生以来，手机散热技术经历了三次迭代。第一代智能手机使用石墨片散热。石墨片贴在手机的核心和后盖上，或者用石墨冷却膜覆盖，热量通过石墨传导。

4G手机普及后，三星在Galaxy S7中采用了超薄热管技术，开启了热管散热的潮流。热管冷却就是我们通常所说的液冷。液体在热管或冷却板中流动，并在汽化和液化的循环中，吸收关键部位的热量

事实上，3代手机散热技术并没有本质的不同，都是利用了导热性更好的散热材料，以及液体的多态变化。然而材料的导热效率和液体的比热容存在物理极限，这意味着，除了寻找更好的导热材料，没有其它方法。

目前比较好的替代材料是石墨烯，但导热性良好的石墨烯的量产技术还没有完全成熟，但在这之前，手机内部的热浪已经在翻涌了。不无夸张的说，散热已经是手机最大的短板。

“散热可能是电子技术最核心的竞争力”

在我们生活的世界，任何物体都有电阻，有电阻就意味着发热，这是电子技术注定要长期面对的难题。华为任正非曾把散热技术跟算法一道并列为华为的竞争瓶颈。

在2021年的一次演讲中，任正非提到，“大数据里最大的困难就是发热，硬件工程、电子工艺最大的问题就是散热。”他援引专家的观点表示，“散热和发热机理可能是电子技术最核心的竞争力，是同样重大的科研科技。”

任正非表达的其中一个意思是，当技术工程面向物理极限，探索的方向是：如何在单位能量的消耗中产生最大的算力，同时又有最小的热量辐射。

“未来有50%的能源将消耗在芯片上”，给手机降温的根本技术，是减少发热的技术。

产品经理们常说自己是站在上帝身边的人，替上帝继续造物。电子产品提供的，是物质能量到神经愉悦的转换。

从产品设计的角度看，加快手机散热，就是在加快手机发热。iPhone的解决方案是，通过设计上的哲学应对物理化学的极限。

通过对芯片、系统、软件的控制，iPhone消耗同样的电量，追求尽可能大的算力和尽可能好的体验，把单位物质能量，尽可能转化成神经愉悦。这在测试中得到了验证，国外SoC测试机构A站测试了主流的Soc，结果显示，A14的能耗比远远领先其它Soc。

同时，iPhone内部不设置散热结构，给内部工程足够的空间，以换算成美学上的观感。

不过，在实际使用当中，面对突然的性能燃烧，iPhone毫无办法，这时候安卓机VC散热更加实用，而最简单粗暴的，就是外挂散热背夹，给手机加个空调。这也更加表明，散热作为一种核心竞争力，未来需要来自技术底层的突破。手机散热是一门大生意

手机出货量大增作为背景，面对手机内部的滚滚热浪，技术突破到来之前，生意已经先一步到来。

今天手机主要采用均热板+石墨/石墨烯组合散热方案，其中石墨散热的方案将继续以辅助形式存在。

华泰证券的报告中提到，预计2021-2022年，全球手机石墨散热膜的市场规模为55.74、60.71 亿元；全球5G手机均热板散热的市场规模将快速增长至28.03、43.32 亿元；全球5G手机石墨烯导热膜的市场规模为1.23、1.73 亿元。

结束语

未来手机降温的方向是石墨烯等新材料在手机当中的应用，尤其是新材料电池工艺的突破。