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智能手机|手机发热就像全球变暖 没有厂商有办法

三伏天，各大电商平台和测评网站上，一个小物件的出现次数越来越多了——手机散热背夹 。散热背夹贴在手机背面，是手机的外挂风扇和空调，用来给手机降温 。散热背夹走俏，把手机越来越烫手的事实摆上了台面，在手机算力近乎无所不能的当下，散热问题跟芯片一样，已经成了行业面对的瓶颈之一 。
手机配置提升，大幅增加发热
理论上，手机配置越高、性能越强，散热也会更好 。事实上，手机正在变得越来越热，这跟手机配置提升有直接关系 。
理想状态下，虽然手机芯片制程工艺越先进，晶体管密度越大，可以带来更高的性能和更低的功耗，对温度的控制也会更好 。
然而在实际应用当中，性能更强的手机会处理更复杂的任务，应对更高的需求 。
典型场景就是玩游戏、看视频 。这几年手游的超清、90Hz高帧率模式普及到更多手机上，视频网站也陆续推出了诸如4K、HDR等清晰度的视频 。手机在处理这些任务时，功耗相应变高，过程中增加的发热往往超过了芯片层面带来的改善 。
苹果5nm的A14仿生芯片内置了118亿个晶体管，数量相较7nm芯片增加了近40% 。但iPhone由来已久的玩游戏屏幕变暗、降频等问题在iPhone12上仍然会出现，原因就是游戏模式下手机温度过高 。
而晶体管来到百亿级的骁龙888也没有“让人失望”，顺利地从骁龙810手里接过了“火龙”的称号 。
智能手机|手机发热就像全球变暖 没有厂商有办法
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芯片之外，5G手机整体提升的配置也在工作中增加发热 。更高分辨率和高刷新率的屏幕，会带来更高耗电量 。在一项测试中，某品牌手机在120Hz刷新率模式下，续航时间较60Hz模式下降了20%—25% 。而更大更快的电池及充电等模组，也增加了发热风险 。
另外，5G本身就意味着更高的传输损耗，5G全网的耗能是4G的2.4-2.8倍，它也给手机天线数量、射频前端模块提出了更高的功耗要求 。同时，当下偏弱的5G网络，也使手机一直处于搜索信号的状态，造成更大的功耗和发热 。
手机越来越热不可避免，怎么给手机散热也是业内的重要技术方向 。
厂商用这3种方法给手机散热
受限于手机尺寸，手机很难像电脑一样内置风扇散热 。虽然有的游戏手机内置了散热风扇，但那属于专有设备的“赛博朋克”式尝试 。事实上，这些年手机散热技术不仅发展缓慢，甚至在追求轻薄的当下，常常被当作牺牲点 。
说起来，给手机散热的过程十分简单，就是把手机内部的热量导出到手机外部 。同一环境温度下，手机背盖跟空气之间的热传导效率基本恒定，所以散热工作主要在手机内部，把内部元器件尤其是Soc产生的热量，快速导向手机壳 。
从iPhone4诞生至今，手机散热技术大致经过了3次迭代 。初代的智能手机使用石墨片散热，在核心位置和手机背盖贴上石墨片，或者覆盖石墨散热膜，热量经石墨传导 。
4G手机普及后，三星在Galaxy S7采用超薄热管技术，开启了热管散热潮流 。热管散热就是我们通常说的液冷，液体在热管或者散热板中流动，在汽化和液化的循环中，把手机关键部位的热量吸收带走 。
但液冷系统中，液体在热管中的流动是单向的，于是进化版的VC散热伴随5G手机到来 。VC散热板布满了毛细管道，可以理解为把热管散热的“管”加大密度，铺成了一个“面” 。
智能手机|手机发热就像全球变暖 没有厂商有办法
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今天的各大旗舰几乎都把VC散热当作卖点，究竟VC散热效果如何，看看用户在网上的反馈就知道了 。
事实上，3代手机散热技术并没有本质的不同，都是利用了导热性更好的散热材料，以及液体的多态变化 。然而材料的导热效率和液体的比热容存在物理极限，这意味着，除了寻找更好的导热材料，没有其它方法 。
目前比较好的替代材料是石墨烯，但导热性良好的石墨烯的量产技术还没有完全成熟，但在这之前，手机内部的热浪已经在翻涌了 。不无夸张的说，散热已经是手机最大的短板 。
“散热可能是电子技术最核心的竞争力”
在我们生活的世界，任何物体都有电阻，有电阻就意味着发热，这是电子技术注定要长期面对的难题 。华为任正非曾把散热技术跟算法一道并列为华为的竞争瓶颈 。
在2016年的一次演讲中，任正非提到，“大数据里最大的困难就是发热，硬件工程、电子工艺最大的问题就是散热 。”他援引专家的观点表示，“散热和发热机理可能是电子技术最核心的竞争力，是同样重大的科研科技 。”


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