潜规则?笑看液冷追随者,揭密不为人知的手机散热技术背后故事!

复制就是创新。这也许是科技界被大多数"企业家"们所认可的一条潜规则。

就在今天"红芯"复制谷歌chorme浏览器被刷屏之时,我们似乎又想起了2003年科技界最大的丑闻——自主芯片"汉芯一号"打磨摩托罗拉芯片logo轶事。被揭露的永远可能只是一小部分,在科技创新的大旗之下,很多大名鼎鼎的企业们很难说,自身的干净。

前几天,手机圈锤子罗老师谈了某品牌的抄袭事件。然后,在科技大旗之下的手机圈这并不是单一的事件。比如,在游戏手机领域,我们就能发现那些一直在模仿,从来不超越的技术。作为当下社会最常见的电子消费品,手机用户们最直观的感受便是手机发热降频卡顿,尤其是在运行大型游戏或者充电时,发热问题更为突出。

那么,针对发热问题,谁又在复制,谁又在创新?

破解共同难题,不发热成技术创新指标

随着手机处理器的性能越来越强劲,高热量的问题根本无法避免。同时,由于机身内部空间有限,如何在不影响消费者体验的情况下做到科学有效散热,也成了各厂商费尽心思所考虑的问题。

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手机为什么会发热?

其实,手机的热量来源主要有两个——处理器和电池。手机处理器在运行时几乎将所消耗的电量都转化为了热能,尤其是在高速运转的状态下,产生的热量更多。而电池因为要持续不断的为手机供电,在放电的过程中会导致电池内阻增大,从而产生热量。由于手机内部元器件比较密集,不易散热,就出现了手机机身变烫的现象。

在循环往复之中,如何在手机狭小的内部空间实现散热功能,成为考验众多厂商的难题,解决手机发热问题似乎成为手机厂商比拼技术哪家强的评判因素之一。

漫长研发路,解决发热问成困局!

从技术角度,我们发现,过去数年间,手机厂商所采用的散热技术,主要以加快热传递的方式来解决手机的散热问题。

在智能手机发展的初期,手机最主要的散热方法是在处理器外贴上一层石墨贴片,利用石墨高导热性,将CPU产生的热量传导到手机后盖、边框等区域,从而起到间接散热的作用。例如小米1代手机就采用了石墨散热的方式。

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手机中的石墨贴片▲

随着手机的发展,尤其是处理器性能的提升所带来的高热量问题,传统的石墨散热技术已经不能满足需求,因此就出现了以特种硅油为基础材料做成的硅脂。硅脂具有导热、耐温、绝缘等优点,非常适合作为传递热能的介质。一般手机在制造过程中,手机厂商会在CPU和散热器之间涂抹一层硅脂,以达到快速散热的效果,之前的荣耀6就采用了相类似的方法。

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手机中的硅脂▲

相比于石墨、硅脂等位于机身内部的导热介质,金属背板一般被设计在机身后盖的背部,它的作用是将石墨等介质导出的热量再传导到机身的各个部分,加快热量的扩散。因此金属背板散热技术更像是其他散热技术的一种补充。

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冰巢散热技术是由OPPO率先提出,其原理和硅脂散热技术相同,在CPU和散热器之间加入了类液态金属材料。当芯片的温度达到一定程度时,类液态金属材料会由固态变成液态,填充CPU和散热器之间的空隙,提升手机的散热效率。但因为类液态金属材料熔点过高,平时使用时CPU不容易达到这一温度,而且这种相变材料储热能力有限,因此没有推广开来。

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从以上的阐述可以了解到,在不影响手机外观和厚度的情况下,各家厂商所发明的散热技术五花八门,各有特点。

散热哪家强,游戏手机厂商黑鲨露锋芒

随着手机硬件的升级和大型3D游戏的流行,传统的散热技术已经不能满足手机散热的需要,逐渐被淘汰或者作为辅助散热技术。当下,最主流的散热技术应属液冷散热,近期发布的荣耀Note 10、魅族16th、三星Note 9等新机也都采用了这一技术。

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魅族16th铜管散热技术官方宣传图▲

液冷散热技术也可以称为铜管散热,其原理就是在手机内部接入一根装满液体的导热铜管,当手机产生热量时,铜管内部的液体会吸收热量,并通过液体受热气化的方式将热量带到手机的冷凝区。在冷凝区内气体受冷液化成液体,再通过热管内壁的毛细力回流至热端源,周而复始。这种散热方案源于电脑和笔记本的散热技术,但是能够在手机如此狭小的空间内实现,难度相当大。

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黑鲨游戏手机的多级直触一体式液冷系统▲

特别有意思的是,液冷散热技术并非荣耀、魅族、三星首创,似乎他们在复制中跟随。早在今年4月,黑鲨游戏手机已经采用了多级直触一体式液冷系统,正式将液冷散热技术普及给大众消费者。

据了解,黑鲨的散热系统还包含了硅脂、石墨等不同的散热技术,相比于其他厂商单一的散热技术,黑鲨游戏手机在散热效率上会更高。

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黑鲨游戏手机内部的散热科技▲

从拆解中,我们发现黑鲨的多级直触一体式液冷系统在工作时基本可以分为三个回路:

一回路,热源产生的热量通过高导热率材料,快速传导至热管;

二回路,热管利用超强的导热能力将热量传导至散热基板和主板;

三回路,多层石墨将散热基板的热量均匀到整机,利用整机散热。

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使用上这一多元化的散热系统后,黑鲨游戏手机的散热面积可达到6000平方毫米,相较于传统的散热技术,散热效率提升了20倍,CPU核心温度下降了8℃,CPU在最大频率下运行时间延长70%,让手机在高性能状态下也能长时间运转。

热功耗设计实际上贯穿着整个手机产业链,手机的性能越来越高,而在工艺没有大跨步的情况下,发热总是在所难免。需要注意的是,绝大部分手机厂商由于各种商业因素,能够在手机热功耗设计方面做的其实是比较少的。

简单说,在散热作用上,液冷技术确实比传统的散热方式更加有效。而有意思的是,新创的黑鲨游戏手机竟然走在了行业大佬们的前头,研发出的多级直触一体式液冷系统被其它厂商们所"创新",这也许就是科技圈的共律。

一方面,我们渴望所有的创新都广泛用于用户;而另一方面,我们更希望科技企业们不愧对科技创新之名,真正创新。也许,这是一个矛盾,但又如何平衡?在手机圈,散热话题还会继续,但需要为"液冷"正个名。


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