今年的手机有点“热”—石墨散热材料能否降降温？

2019年，是智能手机市场竞争愈发激烈的一年。集成CPU和GPU的SOC同样发展迅速，包括高通、华为、苹果在内的三大芯片巨头，先后发布了骁龙855（855plus）、海思麒麟990、苹果A13旗舰级芯片。高性能SOC在给我们带来强大运算能力的同时，大功耗带来的散热也不断困扰着我们。使我们不得不感叹，今年的旗舰机真的有点“热”。

图1今年拼多多对iphone11实行的百亿补贴，将iphone11最低售价降到了5000元以内，不过其发热问题也成为各大手机评测平台关注的焦点

针对高性能手机的散热问题，各大手机厂商各显神通，在功耗与散热解决方案上，均各有建树。目前，常见的手机散热解决方法包括液冷、石墨片导热、铜箔导热、填充导热凝胶等。从今年下半年以来发布的新手机来看，中低端智能手机对于散热问题重视程度一般，一方面是因为中低端手机本身性能较弱，更多用于日常应用，不会带来大的热量，另一方面是因为中低端手机利润较低，不足以支撑高端旗舰机型的多维度散热方案。

9月24日，小米9pro发布，凭借其3699的价格，小米9pro成为目前所有5G手机中，价格最低的旗舰机型。不过，低价并不代表着平庸，为了压制住高通晓龙855plus这颗目前安卓阵营性能最强大的芯片，小米9pro同时配有VC液冷+5层石墨+高导热铜箔+导热凝胶几大散热系统，可以说是将目前市面上成熟的散热材料都用了个遍。

图2由于搭载安卓阵营最强的晓龙855Plus芯片，小米9Pro在散热系统上很下功夫

华为是国内最早将石墨烯散热技术用到智能手机上的主流厂商。早在去年底荣耀发布的Magic2手机上，其率先采用了石墨烯镀膜，以解决麒麟980的发热。

图3荣耀去年底发布了Magic2手机，采用了石墨烯散热技术

在今年9月19日，华为在德国慕尼黑的mate30系列发布会上，华为手撕三星s10+。由于mate30pro采用了液冷+石墨烯散热的双重散热方案，在5G网络下一小时高清视频通话后，华为mate30pro5G正面背面温度分别为35.5℃和36.2℃，相较三星s10+的散热，具有压倒性优势。

图4华为新品发布会上，mate30pro和三星的对比

石墨散热材料制造工艺

既然石墨及石墨烯散热材料如此受宠，那我们一起看看它们是如何制造出来的吧。其中，手机石墨散热材料是目前已经非常成熟的技术。人工石墨散热膜早在智能手机刚开始普及的时代，已经被应用在iphone4上。

生产高导热石墨膜的方法有很多。例如，将含碳元素99.999％以上的磨细石墨粉加入强酸中混合配比酸化、浸泡、水洗、高温膨化后的，通过石墨卷材设备可挤压成片状的石墨散热片。

图5石墨粉到石墨片的工艺流程

图6三种石墨散热膜的对比

但是，石墨烯散热膜（片）的生产工艺就复杂得多。目前国内石墨烯散热片的量产仍未成熟，距离工业化生产最近的是烯创新材料有限公司在哈尔滨南岗区的石墨烯散热片生产基地。烯创新材的散热片已经连续通过索尼、华为、中兴等公司的测试，被列为5G通讯设备唯一有效散热方案支持产品。目前，其散热片项目厂房一期工程、石墨烯复合粉体制备生产线一期工程均已完成建设和阶段性调试，而石墨烯复合粉体预成型线和终成型线正在准备建设中，预计明年实现量产。

小结

对于经常使用手机玩大型游戏的朋友，高性能SOC带来畅爽快感的同时，也给手机散热带来很大困难。无外乎高通骁龙芯片会被戏称为“火龙芯片”，而独立于安卓手机的iphone手机，由于其性能更为强大的A系列芯片，更使得苹果手机发热问题饱受诟病。石墨及石墨烯散热膜（片）是众多手机厂商普遍青睐的散热材料之一，而华为凭借其强大的研发能力，在石墨烯散热技术上已经领先于其它品牌，尤其是今年以来发布的p30系列、mate30系列均采用了其自研的石墨烯散热技术。未来，随着5G的发展，高清视频通话、高性能在线游戏等应用场景的普及，智能手机的散热问题仍将会是众多手机厂商发布会上的重大卖点之一，相信随着石墨烯粉体制备、成型的进一步国产化，明年各大厂商旗舰机型上应该会见到更多应用石墨烯技术的手机。