手机散热,一个永远无法解决的问题

07-26 09:15

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手机散热



排热,已成为手机的重要卖点。


每一位手机制造商在发布会上介绍自己的产品特性时,通常都会跟随散热技术的介绍。例如刚刚发布的小米大小折叠手机 MIX Fold 4 和 MIX Flip 他们都专注于如何在手机上采用新技术,以更高效地排出热量。不久前,小米发布了。 MIX Flip 所采用的「台阶式立体散热系统」,就是把 VC 散热板与金属框架相连,相当于变相增强。 VC 散热板面积。


所以问题来了,在今天每一家手机厂商都如此重视散热技术的情况下,我们的手机仍然会遇到高温天气。「发烧」?


为什么手机散热这么难?


去年年底,曾有过这样的讨论。


在 Redmi K70 发布会上,Redmi 品牌经理卢伟冰提到 VC 散热板时表示:


VC 排热面积越大,越能说明该公司没有技术。



话锋直指多个同行,毕竟一加、红魔、真我等一批品牌都是用万阶排热。


一加中国区总裁李杰立即发长文回应:


近期有人说「冷却面积越大,说明冷却技术不好。」,这是一种反智的话,否定行业,不尊重科学和逻辑,简直就是牛头不对马嘴的行业笑话。就像说房子越大,装修技术越差,两者根本没有关系。



当天夜里,Redmi 市场总经理王腾也发了一篇长文反驳:


VC 再大也没用,只会在那里。 VC 上堆面积,说明这家公司确实没有什么技术可以拿出来。



那么 VC 散热板这到底是不是越高越好?怎样才能真正降低手机的温度?这个还得从 VC 谈谈散热板的原理。


VC(Vapor Chamber)通常由铜或不锈钢制成的均热板,是一种内壁结构微小的真空腔体。


VC 均热板内部结构


当热量从热原传递到挥发区时,内腔内的冷冻液在低真空值的环境中加热后,冷却液的蒸发现象开始出现。此时热能被吸收,体积迅速膨胀,冷却介质迅速充满整个内腔。当它接触到一个相对寒冷的区域时,它会凝结。


挥发时积累的热量由凝结状态释放,凝结后的冷冻液会利用微结构的毛细管回到挥发热源,这将在腔体内循环。


换句话说,通过四个步骤:传导、挥发、对流和冷凝,利用液体蒸发、吸热、冷凝和散热的物理原理,将手机温度最高的部分温度降低到与周围温度相同的温度。


在除了 VC 除了散热方案外,还有一些手机采用热管散热方案。


相比 VC 热排放和管道热也使用液体蒸发和凝结来实现热传导和散发。但由于形状一般为细管,虽然可以弯曲或旋转,但实际使用位置和面积仍有一定的限制,因此在今天的手机中越来越少。


热管散热与 VC 液体冷却散热原理对比


手机 VC 与导热管覆盖区域相比,液冷散热


伴随着散热技术的发展,许多厂家还将石墨烯、导热凝胶、铜泊、导热硅脂等材料添加到关键部位,以实现散热,因此,在目前的手机散热系统中, VC 均热板、导热管常与石墨烯、铜泊等散热材料相结合。


多层散热结构的手机


虽然不同厂家的散热系统在结构和形状上有一些差异,但无一例外都是利用材料的物理特性来降低温度。之所以有效,主要是因为手机的热部分通常集中在Cpu上。、摄像机模块,充电 IC 等待局部区域,其余部分温度相对较低,其中温差是热传递的主要驱动力。


所以毫无疑问,虽然散热技术各不相同, VC 均热板的面积直接决定了手机散热区的大小。均热板面积越大,热量分布越大,局部热点的出现就越少,这对于高负荷条件下高性能处理器的排热非常重要。


但是现在夏天天气越来越热了。当室外温度接近甚至超过手机核心温度时,手机内外温差会降低,手机的散热效率明显会降低很多,从而使手机内部温度持续上升。这就是为什么在炎热的夏天,我们经常会感觉到手机的温度比身体的温度升高得更快。


来自国家气候中心的图片


为解决排热问题「各显其能」


因为在高温环境下,VC 排热减温很难产生应有的效果,那么还有别的办法吗?


当然,除了被动散热技术,一些手机还增加了主动散热方案。例如,红魔最近推出的 9S Pro 采用内置风扇的方式,将风冷与液冷结合起来,这也成为红魔手机的标志性设计之一。



红魔机上的散热风扇


此外,还有许多外部冷却部件,可以有效冷却手机,如冷却夹。它通常由制冷片、风扇等部件组成,采用半导体制冷,即当DC通过两种不同的半导体材料串联成电偶时,可以吸收热量,释放电偶两侧的热量,准确控制温度,达到制冷的目的。


冷却背夹是关于空气中水蒸气液化成水滴的情况。


值得注意的是,过去被认为不太注意散热的苹果今年推出了。 iPad pro M4 该版本还重点介绍了散热能力,除了在内壳中加入排热导热石墨片外,仍然是 logo 加铜材料,官方声称与上一代相比,整体散热性能有所提高。 20%。


刮去表面涂层后可以看到苹果。 logo 里的铜材料


从国外致力于手机维修网站 Phone Repair Guru 拆解 iPad Pro 13 在英尺的视频中,我们可以看到,苹果图标下面紧挨着苹果。 M4 芯片,让苹果的图标直接变成芯片散热器,增加了一层实用价值。



将主板散热贴纸撕掉


这一设计无疑也使其适用于外置排热夹等主动排热工具,可视为一种「隐藏惊喜」,大胆猜测一下,也许以后会发布。 iPhone 16 这个系列也有类似的设计。


有些人当然会认为,虽然散热背夹性能不错,但毕竟要出现在手机后面。「挂件」,这种情况在游戏电竞场景中可能影响不大,但是在日常使用中却显得不方便。


所以,很多手机厂商都有针对性地推出了轻薄的散热配件,比如爱范儿曾经测试过的「冰皮排热保护套」。其原理与加热时放在额头上的湿布相似,主要通过内部的湿布。 Glacier Mat 材料,吸收空气中的水分,并通过失水带走手机的热量。



爱范儿曾经测试过「冰皮排热保护套」


华为还推出了一款含有驱动泵的产品。「微泵液冷手机壳」,该泵利用PCM相变材料吸收热量,在手机发热时固体转移液体,在温度下降时释放热量进行固化。通过无线反向充电驱动的两个泵,将热量快速转移到冷端,实现快速排热,相当于给手机增加了额外的液冷散热系统。


排热,一种随意的性能「节节攀升」的问题


很明显,手机厂商为了排热可谓是为了排热。「各显其能」,但事实上,手机的散热问题仍然不能完全解决。根本原因在于手机性能越来越高的Cpu、越来越重视轻薄的造型和越来越紧凑的设计。


当Cpu执行任务时,会处理大量的计算数据。这个过程需要频繁的电信号转换和传输,这会导致电流通过Cpu内部的晶体管和电路。这种电流流动会导致电阻的存在,而电阻会将电能转化为热能,从而产生热量。


移动终端需要处理的信息越来越多,这意味着更强的性能和更高的热值。手机的轻薄设计和紧凑结构进一步压缩了手机的散热空间,使得热量更容易在内部积累,导致整体温度升高。


它被称为轻薄 vivo X5 Max


因此,必须提到著名的名字。「魔龙」——骁龙 888 Cpu。由于三星不完美 5nm 工艺过程,再加上严重漏电造成的功耗问题,使得发烫问题严重。


一些网民说,他们配备了骁龙。 888 小米Cpu 11 使用后不久,就出现了无法连接的情况。 Wi-Fi 问题。送到检修拆卸机后发现,问题来自骁龙。 888 在反复高热-冷却的循环过程中,Cpu将直接进行。 SoC 上面的胶封烧虚焊。



除硬件问题外,当今软件不断变得更加全能,同时也占用了更多的处理器性能,增加了手机的性能。「热度」。正如安迪-比尔定律所指出的:


软件很快就会消耗硬件性能。



手机 SoC 随着性能的不断提高,软件也在加速。「榨干」硬件的性能,尽可能地发挥硬件的性能极限,这种将效率打满的做法是手机发热难以解决的基础。


从这个角度来看,散热问题实际上会随着性能的提高而持续存在,成为一个未来仍将被提升的问题。「持续处理」的问题。


本文来自微信微信官方账号“爱范儿”,作者:王萌,36氪经授权发布。


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