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手機散熱是不是會越來越重要

科技 更新时间:2024-07-23 20:16:29

不知道機友們有沒有這麼一種感覺。

大概是因為氣候異常全球變暖吧…

其實是因為最近幾年的處理器确實都很熱的原因,廠商們好像對散熱愈發重視起來。

手機散熱是不是會越來越重要(聊聊手機散熱這個事兒)1

散熱的方式層出不窮,騷操作多到爆。

但你知不知道,它們具體是怎麼做的,每一步都幹了些什麼,有什麼作用?

是日,機哥就把這些東西都扒開來,好好聊聊手機散熱這個事兒。

石墨

以前,在拆開一些諾基亞手機的時候,我們會看到手機殼的背面會有一片黑色的東西。

這個東西,其實就是早期的散熱手段 —— 石墨片。

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相較于鋁片、銅這些,石墨片擁有更好的導熱性能。

它可以把熱量從一個點均勻地散開到整個區域,大面積散熱。

目前,比較主流的散熱基本上都是這個理念,把最熱的單點裡的熱量散開,變成一片均勻的熱

這樣,SoC 這些核心熱源的熱量就能快速擴散,持久發燒。

基于石墨,現在還有用石墨烯來輔助散熱的。

相較于石墨,石墨烯的導熱性能又有了大幅提升。

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而早期,由于手機的性能并不怎麼強,處理器也沒有那麼熱,石墨也就夠用了。

但是嚯,有一款處理器讓大家看到了手機散熱的需求 —— 骁龍 810。

廠商急切需要找一些辦法來解決處理器發熱導緻降頻的問題,那會兒,索尼就拿出了一個解決方案 —— 熱管。

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熱管

索尼在 Xperia Z5 裡塞進了兩條尺寸很小的散熱銅管。

為了增強銅管散熱的能力,還用上了導熱矽脂。

散熱銅管,在電腦上用得比較多,當然電腦的尺寸也比較大啊。

它的核心原理,是利用熱管内部的流體在「液汽」二相之間變化來快速将熱量傳輸,達到均熱的效果。

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具體來講,這根銅管裡面會有一些液體,這些液體在發熱這一邊會快速吸熱變成汽體。

這些汽體會主動流向沒有熱源的另一邊,然後凝固成液體,回流到開始的熱源那邊。

實際上它做的事情和石墨差不多,就是快速把處理器這種單點的熱量散出去,整個手機均勻受熱,給處理器降溫。

手機測溫都是熱一整片的

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有難同當懂吧?

熱管之後的很長一段時間,手機廠商進入了一個散熱安穩期。

820、835、845、855、865,都沒有出現過什麼奇奇怪怪的問題。

而且這段時間,手機廠商的外觀快速疊代,從 16:9 變成 18:9、20:9、21:9。

不過,5G 來了。

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5G 相關元器件的加入,除了給手機帶來更快的網速外,還帶來了額外的功耗以及熱量。

這時候,單一個點散熱的銅管都不太夠用了,VC 均熱闆出現。

VC 均熱闆

VC 均熱闆這個東西啊,你可以簡單地把它理解成熱管的升級版。

它把熱管攤平來,變成了大面積超薄的「熱闆」。

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核心原理沒有變化,還是通過均熱闆裡面的液體吸熱變成汽體,汽體運行到冷端變回液體,這種二相變化的過程把熱量帶走。

不同的是,扁平化的 VC 均熱闆可以把大面積的熱源,散開到更大面積的區域裡。

簡單地說,VC 均熱闆的效率更高。

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為了營銷,廠商也會去在 VC 均熱闆裡面用不同的材質不同的方案,然後起不同的名字,什麼超導碳纖維的。

小米之前還做過一個「次世代散熱技術」環形冷泵。

它的核心也還是散熱銅管/VC 均熱闆。

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不過小米之前把這個散熱銅管做成了環形,同時在銅管内部加入了特斯拉閥的設計。

特斯拉閥的加入,可以讓這個環形冷泵裡的汽液分離,冷泵内的運作永遠是單向行走。

簡單地說,就是讓汽液運行加速,加速之後帶走熱量的速度就會更快,散熱的性能就會高。

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小米之前提到的是散熱能力是普通 VC 均熱闆的兩倍。

目前這個技術還沒有量産,不過小米做了個低一級的,叫葉脈冷泵散熱技術。(真會造詞)

它的核心原理就是把 VC 均熱闆裡面做成像是毛細管一樣的結構,加快液體的流動。

其實和前面那個的概念差不了太多,可能就是沒有做特斯拉閥吧。

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接下來,估計還會有不少廠商改進 VC 均熱闆裡液體運行的通道,做出更多花樣的 VC 均熱闆。

不過,它們的原理和散熱銅管其實是一樣滴,就是把熱從單點散出去。

區别是散出去的是一片,還是一條直線。

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一般來說,為了更好的導熱,更快的把熱量散走,廠商會同時采用多種散熱方案。

你現在随便挑一款旗艦機,進去看看它的散熱系統,都會發現有好多層。

不過雖然宣傳吹得很花,核心還是差不多的 —— 通過矽脂、銅箔,把處理器或者其它熱源的熱量快速傳出來;

然後上 VC 均熱闆,把熱量用最快速度散開;

然後貼石墨,或者用高導熱的金屬材料,把這些熱量進一步發散開,将熱量弄得更均勻一些。

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經過這麼一輪輪的發散,最後就是到手機殼上面給你感受到的 40℃ 熱量。

這時候一般芯片可能會有個五六十度的樣子。

不過,這并不是所有手機的終點。

因為,這四十多度的表現真的還不夠,光是這樣散熱,沒有一款手機能熬過這個夏天。

所以,手機廠商又搞了更多的花活。

第一種,搞風扇的。

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風冷散熱

在理解了上面這一整套散熱體系之後,風冷散熱就很好理解了 —— 它就是把散出來的這些熱量,真正地吹到手機外面去。

通過空氣的流動,把散熱銅管或者是 VC 均熱闆散出來的熱量帶走。

所以,它不是什麼獨立的東西,隻是在所有正常的散熱體系裡面,加一個把熱量排出去的渠道。

不過嚴格來說,風冷才是正經的散熱,其它的都是在機身内部把熱量擴散均勻而已。

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這麼說起來,手機的背面反而更需要散熱強。

手機廠商也很懂這個,于是搞風冷的紅魔,又搞了個高導熱的背闆。

通過這個導熱背闆盡快把熱量導出到外頭來真正地散掉。

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除此之外,還有另外一種玩法,就是我們開頭提到的這種散熱背夾。

散熱背夾

其實散熱背夾這個說法機哥覺得也不太對。

機哥給大家講講它是怎麼工作的。

首先,它會貼在手機上,然後通過一塊高導材料和手機接觸。

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以黑鲨這個背夾為例,它用的是高導熱銅材質的接觸面。

但是呢,這種接觸面并不是為了把手機的熱量傳出來散走。

而是把背夾裡面這個制冷器的「冷」給快速傳到手機上去。

它不是前面說的散熱,而是制冷。

這些散熱背夾往往能在一分鐘之内讓接觸面達到冰點,然後冰住你的手機。

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這樣手機裡面導出來的熱量,就會在接觸面上快速降溫。

不過,機哥前面說的是「不太對」,說明還是有對的地方。

這些散熱背夾除了制冷,确實也有散熱的功能。

但是嚯,它是散掉散熱背夾的熱的。

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咱還是說黑鲨,光是這個散熱背夾本身就有 20W 的功率,紅魔手機上全速運行放開了跑的骁龍 8 也就 10W…

散熱背夾本身就是兩顆骁龍 8,這熱量當然要趕緊吹走。

長知識了吧。

所以說,這玩意按理來講應該叫做「制冷背夾」。

真正意義上的散熱背夾,也有 ——

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這種就是額外裝個風扇…沒啥意思其實。

我們說說另一種有意思的 —— 散熱手機殼。

OPPO 之前做了一個「冰膚散熱保護殼」,就有一定的散熱效果。

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它的原理,是通過保護殼底部這個片片……叫「Glacier Mate」的材料接觸手機。

這個材料會從空氣中吸收水分,然後手機的熱量會把這些水分蒸發,水分蒸發的時候會帶走熱量,真正的散熱。

正是為了保證這些水分蒸發的效果,手機殼才會布滿了格栅。

除此之外,做成保護殼還能進一步隔熱,熱量不那麼容易傳到手上,哪怕傳到手上也不會那麼熱。

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現在大家搞懂手機了嗎?

其實真的很簡單。

第一種大家都在用,就是想方設法把 SoC 的溫度勻出去。

整台手機一起熱,好過 SoC 一個地方鬼死那麼燙。

這個技術的升級,無非就是導熱更快,熱得更均勻,這樣機身散熱也散的快。

素皮是手機散熱最大的坎。

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第二種,就是在勻完之後,快速讓均熱的機身散熱,比如風冷、比如制冷背夾、散熱手機殼。

這些方案往往更能散熱,但是也要更多的空間甚至是占用額外的空間。

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但是注意啊。

你哪怕做第二種,也是需要和第一種結合起來,先把 CPU 的溫度散開再進行散熱的。

這下懂了吧?

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