華為Mate 20X石墨烯散熱的科學(xué)化解讀

華為Mate 20X石墨烯散熱的科學(xué)化解讀

IT168評(píng)估對(duì)于今天的智能手機(jī)來說，性能不再是限制手機(jī)發(fā)展的主要問題，而是散熱。因?yàn)樵谄渌麠l件不變的情況下，手機(jī)處理器的性能越強(qiáng)，其帶來的功耗增加就越大。特別是移動(dòng)終端，手機(jī)本身的內(nèi)部空間是一英寸一英寸，一英寸一英寸，對(duì)手機(jī)本身散熱的要求更高，因此散熱已經(jīng)成為旗艦飛機(jī)的重要組成部分。

因?yàn)闄C(jī)身的內(nèi)部物理結(jié)構(gòu)相對(duì)固定，所以對(duì)于旗艦飛機(jī)來說，散熱競(jìng)爭(zhēng)是為了使用高精度和精密的材料。當(dāng)談到散熱時(shí)，我相信大多數(shù)用戶會(huì)首先想到石墨烯這個(gè)詞。這個(gè)詞經(jīng)常在一些新聞中出現(xiàn)，宣布了Si。國家科技進(jìn)步顯著。它是目前已知的最具商業(yè)價(jià)值的高科技材料。

石墨烯是一種更薄、更強(qiáng)、導(dǎo)電性更強(qiáng)的納米材料，被譽(yù)為黑金之王和新材料。石墨烯是一種從石墨材料中剝離出來的單一碳片材料，由一系列排列在蜂窩狀晶格中的碳原子組成。這種特殊的結(jié)構(gòu)使石墨烯比銅更導(dǎo)電，超過100個(gè)。倍于鋼的強(qiáng)度，并能迅速散發(fā)熱量。它是業(yè)界領(lǐng)先的導(dǎo)熱材料。

從理論上實(shí)現(xiàn)技術(shù)并將其應(yīng)用于商業(yè)并不容易。2004年以來，英國曼徹斯特大學(xué)物理學(xué)家安德烈·海姆和康斯坦丁諾沃科洛夫首次發(fā)現(xiàn)石墨烯，引發(fā)了石墨烯工業(yè)應(yīng)用的熱潮。到2015年，華為將與美國大學(xué)合作。曼徹斯特大學(xué)研究如何將石墨烯的突破應(yīng)用于消費(fèi)電子和移動(dòng)通信設(shè)備，石墨烯的發(fā)展已經(jīng)持續(xù)了十多年。

嚴(yán)格說來，石墨烯只是一種散熱材料，如何合理使用是測(cè)試廠家的難點(diǎn)，要實(shí)現(xiàn)石墨烯材料的商業(yè)化應(yīng)用，需要克服許多困難，其中批量生產(chǎn)工藝是一個(gè)重大挑戰(zhàn)，華為及其行業(yè)合作伙伴實(shí)現(xiàn)了手機(jī)應(yīng)用石墨烯材料的大批量生產(chǎn)，產(chǎn)量從最初的不到10%提高到數(shù)千萬個(gè)商業(yè)水平，經(jīng)過華為實(shí)驗(yàn)室、學(xué)術(shù)界和行業(yè)合作伙伴三年的研發(fā)積累，石墨烯薄膜最終作為散熱材料出現(xiàn)在手機(jī)上。

當(dāng)然，不僅石墨烯，華為Mate 20X還采用了一種新的VC液體冷卻技術(shù)。VC液冷板同時(shí)覆蓋華為Mate 20X處理器的大核、小核和GPU。處理器的熱量通過較短的路徑傳遞到VC冷板上，通過相變換熱系統(tǒng)將熱量擴(kuò)散到整個(gè)機(jī)身，與熱管相比，超寬的VC液體冷卻對(duì)SOC熱源的覆蓋率從50%以下提高到100%，構(gòu)成了一個(gè)高散熱量的熱通道。是的。

眾所周知，VC液體冷卻主要用于高端數(shù)據(jù)中心服務(wù)器的散熱。管體很厚。華為Mate 20X經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的輕薄改進(jìn)和優(yōu)化，目前可達(dá)到0.4mm的厚度，生產(chǎn)工藝要求非常嚴(yán)格，壁厚小于0.1mm的板材采用半導(dǎo)體加工常用的蝕刻工藝制作。內(nèi)部回液毛細(xì)管結(jié)構(gòu)由比頭發(fā)細(xì)的銅線制成。在700℃燒結(jié)、焊接、抽真空、注射、密封后，形成了蒸汽流、液體回流的高效兩相傳熱均熱板，實(shí)現(xiàn)了0.4mm厚的VC在工業(yè)上的批量生產(chǎn)和應(yīng)用。

從用戶體驗(yàn)的角度來看，華為之所以會(huì)如此努力地實(shí)現(xiàn)這種極端散熱技術(shù)，尤其是現(xiàn)在的手游現(xiàn)象非常流行，在玩游戲和充電的場(chǎng)景中，熱度越來越嚴(yán)重，尤其是現(xiàn)在，很多人離不開自己的生活。打一秒鐘的手機(jī)。即使他們沒有電，他們也必須在玩的時(shí)候充電和玩耍。手機(jī)就像一個(gè)小爐子，手機(jī)發(fā)熱不僅影響感覺和心情，還導(dǎo)致CPU和GPU被高溫調(diào)低，導(dǎo)致紙箱，換言之，我們可能會(huì)因?yàn)槭謾C(jī)發(fā)熱導(dǎo)致紙箱被另一個(gè)團(tuán)隊(duì)在王者榮耀榜中殺掉。我們可能會(huì)在決賽中被殺，因?yàn)槭謾C(jī)熱成了紙箱。

采用汽室液冷技術(shù)和石墨烯薄膜散熱相結(jié)合，華為Mate 20X的散熱能力比上一代Mate 10提高了50%左右，加熱集中點(diǎn)的溫度比上一代降低了3度以上，從而實(shí)現(xiàn)了室溫頂級(jí)游戲的極端畫面質(zhì)量，性能開始全屏運(yùn)行，采用石墨烯薄膜散熱的黑色技術(shù)，與華為Mate 20X玩游戲時(shí)，不再有手機(jī)熱，導(dǎo)致游戲體驗(yàn)差或功耗過大。

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