潛規則?笑看液冷追隨者,揭密不爲人知的手機散熱技術背後故事!

複製就是創新。這也許是科技界被大多數"企業家"們所認可的一條潛規則。

就在今天"紅芯"複製谷歌chorme瀏覽器被刷屏之時,我們似乎又想起了2003年科技界最大的醜聞——自主芯片"漢芯一號"打磨摩托羅拉芯片logo軼事。被揭露的永遠可能只是一小部分,在科技創新的大旗之下,很多大名鼎鼎的企業們很難說,自身的乾淨。

前幾天,手機圈錘子羅老師談了某品牌的抄襲事件。然後,在科技大旗之下的手機圈這並不是單一的事件。比如,在遊戲手機領域,我們就能發現那些一直在模仿,從來不超越的技術。作為當下社會最常見的電子消費品,手機用戶們最直觀的感受便是手機發熱降頻卡頓,尤其是在運行大型遊戲或者充電時,發熱問題更為突出。

那麼,針對發熱問題,誰又在複製,誰又在創新?

破解共同難題,不發熱成技術創新指標

隨著手機處理器的性能越來越強勁,高熱量的問題根本無法避免。同時,由於機身內部空間有限,如何在不影響消費者體驗的情況下做到科學有效散熱,也成了各廠商費盡心思所考慮的問題。

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手機為什麼會發熱?

其實,手機的熱量來源主要有兩個——處理器和電池。手機處理器在運行時幾乎將所消耗的電量都轉化為了熱能,尤其是在高速運轉的狀態下,產生的熱量更多。而電池因為要持續不斷的為手機供電,在放電的過程中會導致電池內阻增大,從而產生熱量。由於手機內部元器件比較密集,不易散熱,就出現了手機機身變燙的現象。

在循環往復之中,如何在手機狹小的內部空間實現散熱功能,成為考驗眾多廠商的難題,解決手機發熱問題似乎成為手機廠商比拼技術哪家強的評判因素之一。

漫長研發路,解決發熱問成困局!

從技術角度,我們發現,過去數年間,手機廠商所採用的散熱技術,主要以加快熱傳遞的方式來解決手機的散熱問題。

在智能手機發展的初期,手機最主要的散熱方法是在處理器外貼上一層石墨貼片,利用石墨高導熱性,將CPU產生的熱量傳導到手機後蓋、邊框等區域,從而起到間接散熱的作用。例如小米1代手機就採用了石墨散熱的方式。

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手機中的石墨貼片▲

隨著手機的發展,尤其是處理器性能的提升所帶來的高熱量問題,傳統的石墨散熱技術已經不能滿足需求,因此就出現了以特種硅油為基礎材料做成的硅脂。硅脂具有導熱、耐溫、絕緣等優點,非常適合作為傳遞熱能的介質。一般手機在製造過程中,手機廠商會在CPU和散熱器之間塗抹一層硅脂,以達到快速散熱的效果,之前的榮耀6就採用了相類似的方法。

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手機中的硅脂▲

相比於石墨、硅脂等位於機身內部的導熱介質,金屬背板一般被設計在機身後蓋的背部,它的作用是將石墨等介質導出的熱量再傳導到機身的各個部分,加快熱量的擴散。因此金屬背板散熱技術更像是其他散熱技術的一種補充。

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冰巢散熱技術是由OPPO率先提出,其原理和硅脂散熱技術相同,在CPU和散熱器之間加入了類液態金屬材料。當芯片的溫度達到一定程度時,類液態金屬材料會由固態變成液態,填充CPU和散熱器之間的空隙,提升手機的散熱效率。但因為類液態金屬材料熔點過高,平時使用時CPU不容易達到這一溫度,而且這種相變材料儲熱能力有限,因此沒有推廣開來。

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從以上的闡述可以瞭解到,在不影響手機外觀和厚度的情況下,各家廠商所發明的散熱技術五花八門,各有特點。

散熱哪家強,遊戲手機廠商黑鯊露鋒芒

隨著手機硬件的升級和大型3D遊戲的流行,傳統的散熱技術已經不能滿足手機散熱的需要,逐漸被淘汰或者作為輔助散熱技術。當下,最主流的散熱技術應屬液冷散熱,近期發佈的榮耀Note 10、魅族16th、三星Note 9等新機也都採用了這一技術。

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魅族16th銅管散熱技術官方宣傳圖▲

液冷散熱技術也可以稱為銅管散熱,其原理就是在手機內部接入一根裝滿液體的導熱銅管,當手機產生熱量時,銅管內部的液體會吸收熱量,並通過液體受熱氣化的方式將熱量帶到手機的冷凝區。在冷凝區內氣體受冷液化成液體,再通過熱管內壁的毛細力迴流至熱端源,週而復始。這種散熱方案源於電腦和筆記本的散熱技術,但是能夠在手機如此狹小的空間內實現,難度相當大。

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黑鯊遊戲手機的多級直觸一體式液冷系統▲

特別有意思的是,液冷散熱技術並非榮耀、魅族、三星首創,似乎他們在複製中跟隨。早在今年4月,黑鯊遊戲手機已經採用了多級直觸一體式液冷系統,正式將液冷散熱技術普及給大眾消費者。

據瞭解,黑鯊的散熱系統還包含了硅脂、石墨等不同的散熱技術,相比於其他廠商單一的散熱技術,黑鯊遊戲手機在散熱效率上會更高。

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黑鯊遊戲手機內部的散熱科技▲

從拆解中,我們發現黑鯊的多級直觸一體式液冷系統在工作時基本可以分為三個迴路:

一回路,熱源產生的熱量通過高導熱率材料,快速傳導至熱管;

二回路,熱管利用超強的導熱能力將熱量傳導至散熱基板和主板;

三迴路,多層石墨將散熱基板的熱量均勻到整機,利用整機散熱。

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使用上這一多元化的散熱系統後,黑鯊遊戲手機的散熱面積可達到6000平方毫米,相較於傳統的散熱技術,散熱效率提升了20倍,CPU核心溫度下降了8℃,CPU在最大頻率下運行時間延長70%,讓手機在高性能狀態下也能長時間運轉。

熱功耗設計實際上貫穿著整個手機產業鏈,手機的性能越來越高,而在工藝沒有大跨步的情況下,發熱總是在所難免。需要注意的是,絕大部分手機廠商由於各種商業因素,能夠在手機熱功耗設計方面做的其實是比較少的。

簡單說,在散熱作用上,液冷技術確實比傳統的散熱方式更加有效。而有意思的是,新創的黑鯊遊戲手機竟然走在了行業大佬們的前頭,研發出的多級直觸一體式液冷系統被其它廠商們所"創新",這也許就是科技圈的共律。

一方面,我們渴望所有的創新都廣泛用於用戶;而另一方面,我們更希望科技企業們不愧對科技創新之名,真正創新。也許,這是一個矛盾,但又如何平衡?在手機圈,散熱話題還會繼續,但需要為"液冷"正個名。


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