手機散熱技術百花齊放 背后有哪些貓膩？

日前，有消息稱LG下一代的旗艦手機G6很有可能會采用熱管散熱，也許看到新聞的小伙伴可能會問，熱管散熱是在手機里塞一根熱管嗎?聯想到之前國內廠商OPPO宣布的冰巢散熱技術，手機界的散熱技術可謂是“百花齊放”，實際上散熱技術發展到現在，來來去去也無非是那幾種，今天就帶大家了解一下這些散熱技術背后的貓膩。

石墨

談到散熱材料，不提石墨是說不過去的，作為一種導熱性超過鋼、鐵、鉛等多種金屬材料，石墨在各大品牌的手機和平板中都有應用，說它是基礎的散熱材料也不為過。早在小米1代手機，采取的散熱方式就是石墨散熱。

石墨這種材料本身具有耐高溫、導電導熱、化學穩定性、可塑性以及抗熱震性等良好特性，在手機散熱中應用的石墨散熱片，是一種很好的導熱散熱材料，具有獨特的晶粒取向，散熱均勻，片狀結構可以很好的適用于任何表面。

石墨的散熱原理實際上是利用了石墨具有獨特的晶粒取向，它沿兩個方向均勻導熱，可以貼附在手機內部的電路板上面，既可以阻隔元器件之間的接觸，也起到一定的抗震作用。由于導熱性能高，它可以很快將處理器發出的熱量傳遞至大面積石墨膜的各個位置進行熱量擴散，從而間接起到了散熱作用。

金屬背板

在智能手機發展的初期，由于受到PCB和芯片的工藝限制，手機內部各個元件之間空隙還是比較大的，用石墨作為散熱配置也基本上能滿足芯片的散熱需求。不過隨著手機朝著輕薄化的方向發展，原先寬敞的內部空間變得越來越“擁擠”，手機內可以供空氣流通的空間也就越來越小，這時候僅僅只有石墨來散熱已經有點不夠了。

蘋果在采用了金屬外殼的 iPhone 中使用了一種金屬背板散熱的技術，它在使用石墨散熱膜的基礎上，在金屬外殼的內部也設計了一層金屬導熱板，它可以將石墨導出的熱量直接通過這層金屬導熱板傳遞至金屬機身的各個角落，這樣一來密閉空間中的熱量便能迅速擴散并消失，握持時人也不會感受到太多的熱量存在。

硅脂

硅脂，也就是我們通常所說的散熱膏，是以特種硅油做基礎油，新型金屬氧化物做填料，配以多種功能添加劑，經特定的工藝加工而成的膏狀物。良好的導熱、耐溫、絕緣性能是它成為散熱器理想的傳遞介質。

熟悉PC DIY的朋友可能都知道，在安裝CPU之前一定要給CPU外蓋涂抹一層硅脂，以便讓CPU和散熱器接觸時，能讓CPU的熱量快速地傳到散熱器上。同樣的，廠商也將PC上的散熱思路延伸到手機處理器上，之前的榮耀6在處理器上就采用了類似硅脂的熱凝膠散熱劑，這種介質的傳導效果要比石墨表現得更好。

冰巢散熱——硅脂材料的進化

冰巢散熱這一概念最先被OPPO R5采用而廣為人知，其實就散熱方式而言它并沒有什么先進之處，其散熱原理和硅脂散熱類似，通過填充散熱器與CPU之間的空隙來實現傳遞熱量的作用。不過和硅脂不同的是，冰巢散熱散熱中所使用的散熱材料不是硅脂，而是一種類液態金屬的相變材料。

OPPO 采用的類液態金屬的相變材料就會在溫度升高時逐漸由固態轉變成液態，同時吸收大量的熱量。所以它除了傳遞熱量之外，也吸收了一部分熱量。和一直呈固態的硅脂相比，這種相變材料在散熱上有著更高的效率。

雖然這種材料有著天然的優勢，本身的吸熱特性與導熱特性要遠遠高于空氣，但是這種散熱方法的成本比較高，目前還不適合普及，更重要的是，這種相變材料與金屬屏蔽蓋之間的結合也有一定的挑戰，如果稍有不慎的話，很容易導致材料泄露的問題。

熱管散熱

顧名思義，所謂的熱管技術，就是將一個充滿液體的導熱銅管頂點覆蓋在手機處理器上，處理器運算產生熱量時，熱管中的液體就吸收熱量氣化，這些氣體會通過熱管到達手機頂端的散熱區域降溫凝結后再次回到處理器部分，周而復始從而進行有效散熱。

在手機上運用的熱管散熱也是從PC領域延伸過來的，類似的這種散熱技術在筆記本上已經是標配了。最早采用熱管散熱的手機由日本智能手機廠商NEC在2013年發布的NEC N-06E，它的內部封裝了一條充滿純水的熱管，熱管和處于主板平行位置的石墨散熱片充分結合，迅速將處理器產生的熱量傳導至聚碳酸酯外殼上。而后像索尼Z2，微軟的 Lumia 950/950XL，以及國內的360手機都曾用過該技術。

未來散熱的方向在哪里

無論什么樣的散熱材料以及散熱方式，其目的并不是為了散熱而散熱，它更像是目前工藝限制下妥協的產物，若想從根本上解決發熱量的問題，還是要從處理器的工藝和架構、手機整體的設計等方面去考慮，但是處理器的性能和發熱量似乎又是一個不可調和的矛盾，從這點上來看，單純的“超低功耗，超強性能”這種想法也是不現實的。

在大多數情況下，我們并不需要那么強的性能，處理器也不必時時刻刻都滿載工作。于是，在多核處理器已存在的事實下，芯片方提出了根據程序所需的性能來開閉高主頻核心，這種通過處理器主動控制功耗和發熱的思路從實現方式上更值得推廣。

當然，散熱這個話題牽涉到的東西也非常廣，未來要想散熱問題得到改善，硬件和軟件都需要有提升才能產生協同效應。首先是處理器設計和工藝上改進，再者是針對硬件方面的軟件優化，以及手機機身材料和結構的設計，只有統籌全面地考慮，我們才能說手機散熱能有一個比較好的解決措施。