手机散热材料多样化,常见的有天然石墨片、人工石墨片、金属、导热凝胶、热管等,各有优劣。其中,石墨具备更高导热系数、高比热容和低密度等优异性能,但工艺难度更大,成本也较高,如石墨烯目前已成为主流5G机型高端系列主要采用的散热材料。考虑到石墨烯导热性能好、快速散热等优点,预计未来随着相关技术提升,石墨烯将主要应用于5G手机中,渗透率也将逐步提升。
材料 |
导热系数Wmk |
散热特点 |
优势 |
缺点 |
天然石墨片 |
800-1200 |
高导热系数、高比热容和低密度 |
容易获得,生产成本低 |
厚度只能达到0.1mm |
人工石墨片 |
1500-2000 |
更高的热导率 |
厚度可达到um级 |
价格较昂贵 |
金属 |
400(铜)420(银) |
导热面积大,导热系数高,能迅速散热 |
质感好 |
金属强度低,表面易磕损,会屏蔽信号 |
导热凝胶 |
K-12 |
柔软且具有更好的表面亲和性 |
几乎没有硬度,对元器件不会产生内应力 |
结合力较弱,不能用于固定散热装置 |
热管 |
2000 |
液体吸收热景气华后达手机顶端散热 |
散热效果较好 |
直径比普通热管直径小 |
目前手机端主要散热技术有三类:导热界面材料、导热片、热管/均热板,其中,4G手机主流方案采用的是导热片,4G高性能手机上出现导热片+热管/均热板的组合方案。
方案 |
原理 |
4G单机价值量 |
导热界面材料 |
导热硅脂、硅胶片等,实现与热源与散热单元的紧密接触 |
0-1元 |
导热片 |
利用金属、石墨、石墨烯等导热材料贴近热源,加大散热米纳吉尼和效率 |
3-6元 |
热管/均热板 |
使用管状/板状的金属腔体,冷凝液蒸发-冷却-回流实现热量的快速转移 |
5-15元 |
2016年热管散热才在旗舰手机中普及,如2016年2月发布的三星手机Galaxy S7,搭载骁龙820,导热管长度70 mm,散热效果得到有效提升。随后,主流智能手机厂商纷纷跟进热管散热技术,如华为发布的荣耀Note10,搭载麒麟970,导热管长度113 mm。
手机品牌 |
型号 |
发布时间 |
芯片版本 |
导热管长度(mm) |
三星 |
Galaxy S7 |
2016.03 |
骁龙820 |
70 |
三星 |
Galaxy S8 |
2017.03 |
骁龙835 |
100 |
三星 |
Galaxy S9 |
2018.02 |
骁龙845 |
90 |
华为 |
荣耀Note10 |
2018.04 |
麒麟970 |
113 |
黑鲨 |
黑鲨手机一代 |
2018.04 |
骁龙845 |
60 |
三星 |
Galaxy Note |
2018.08 |
骁龙845 |
105 |
魅族 |
魅族16 |
2018.08 |
骁龙845 |
98 |
华为 |
Mate 20 X |
2018.10 |
麒麟980 |
110 |
2019年全球智能手机出货量13.71亿部,5G渗透率为1.36%,根据该数据预测,虽然2020年受疫情影响,手机出货量将下滑,但5G渗透率依然提升。预计2020-2022年全球智能手机出货量分别约12.08亿部、13.29亿部、13.95亿部,渗透率预计分别为16.56%、33.87%、53.76%,根据渗透率测算5G手机出货量将分别为2亿部、4.5亿部、7.5亿部。
随着5G手机出货量不断提升,采用多种散热方案,预计2020年全球手机散热市场规模将达120亿元,2024年则有望突破200亿元。
以上数据资料参考《2020年中国散热器市场前景研究报告-产业供需现状与发展趋势研究》。
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