華為Mate20X搭載石墨烯散熱技術(shù)

華為Mate20X搭載石墨烯散熱技術(shù)

華為Mate20系列的Mate20X是一款功能強(qiáng)大的手機(jī)?；谀壳白钕冗M(jìn)的7納米工藝的麒麟980處理器功耗相對(duì)較低，更利于高性能手機(jī)散熱。

同時(shí)，華為Mate 20X采用石墨烯薄膜+VC液冷散熱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，有效地消除了手機(jī)熱效應(yīng)性能過(guò)大的問(wèn)題，石墨烯散熱技術(shù)的到來(lái)，讓人眼前一亮。

就石墨烯而言，您對(duì)本產(chǎn)品并不陌生。早在2004年，人們就發(fā)現(xiàn)了石墨烯的結(jié)構(gòu)。2010年，它獲得了諾貝爾獎(jiǎng)。2015年，華為重視這種新材料的特點(diǎn)，與業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的石墨烯研究機(jī)構(gòu)合作。此外，它還得益于華為材料實(shí)驗(yàn)室的先進(jìn)技術(shù)儲(chǔ)備，使這項(xiàng)技術(shù)成為可能，僅用了三年的時(shí)間，技術(shù)就從科學(xué)成果中獲得了商業(yè)產(chǎn)品。

然而，在石墨烯散熱結(jié)構(gòu)的研發(fā)過(guò)程中，華為也遇到了許多問(wèn)題，只有通過(guò)涂層工藝，涂層工藝前后一年多消耗了十多噸石墨烯原料，實(shí)現(xiàn)了納米材料的均勻涂層，并獲得了高t的石墨烯薄膜。熱傳導(dǎo)率為0.5%，但在初始階段，良品收率低于10%。為了達(dá)到優(yōu)良產(chǎn)品的產(chǎn)量，產(chǎn)量必須達(dá)到85%以上，花了四年時(shí)間才在Mate 20X上首次亮相。

涂層是石墨烯替代傳統(tǒng)石墨薄膜的新技術(shù)。設(shè)備全部采購(gòu)調(diào)試，經(jīng)過(guò)一年多的時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了納米材料的均勻包覆和燒結(jié)，制備出了導(dǎo)熱系數(shù)高的石墨烯薄膜，石墨烯薄膜具有優(yōu)異的柔韌性，早期切割率不到10%，是一種在短時(shí)間內(nèi)獲得數(shù)百萬(wàn)級(jí)的手機(jī)產(chǎn)品。出貨時(shí)，該產(chǎn)量明顯不能滿(mǎn)足商業(yè)要求，經(jīng)過(guò)華為專(zhuān)家和合作伙伴的共同努力，石墨烯薄膜的產(chǎn)量達(dá)到85%以上。

在談到散熱方案時(shí)，華為的研究人員表示，用石墨烯薄膜冷卻的VC液體散熱結(jié)構(gòu)的靈感來(lái)自于獵豹的奔跑。獵豹的高爆炸力相當(dāng)于華為Mate 20X的超強(qiáng)麒麟980處理器。

獵豹在奔跑時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，但由于獵豹沒(méi)有汗腺，也沒(méi)有出汗的散熱系統(tǒng)，導(dǎo)致危險(xiǎn)的體溫達(dá)到41度，唯一的解決辦法就是停下來(lái)休息。所以這種爆發(fā)力只能持續(xù)2-3分鐘。因此成立了一個(gè)小團(tuán)隊(duì)來(lái)建造一只能跑很遠(yuǎn)的獵豹。它們將麒麟980處理器與獵豹的心臟進(jìn)行比較，但它們需要對(duì)心臟進(jìn)行改造，使其更強(qiáng)大，功耗更低，同時(shí)滿(mǎn)足移動(dòng)電話(huà)的散熱要求。

傳統(tǒng)的散熱方案在CPU本身沒(méi)有任何散熱。手機(jī)外部采用鋁合金結(jié)構(gòu)散熱。為了更好地散熱，石墨板和膠水對(duì)復(fù)合石墨板的制備效果可能更理想，但在Mate 20X上使用，這種傳統(tǒng)方案顯然不可行。

因此，在Mate20X上，提出了2012年實(shí)驗(yàn)室的三年計(jì)劃，簡(jiǎn)單地說(shuō)，系統(tǒng)在CPU上增加了蒸汽室技術(shù)，為游戲建立了第一道防線(xiàn)。

VC液體冷卻可以看作是人類(lèi)的循環(huán)系統(tǒng)。在長(zhǎng)跑中，人們通過(guò)汗腺散發(fā)熱量，但像獵豹一樣，由于汗腺不足，熱量無(wú)法釋放，導(dǎo)致爆發(fā)力強(qiáng)，但耐力不足。

VC均熱板可在手機(jī)上制作得非常寬，覆蓋SOC。最后，通過(guò)方案評(píng)價(jià)，確定了該方案的上下兩層。VC和VC之間有一個(gè)毛細(xì)管通道。水可以在100度沸騰，在100度無(wú)沸騰的情況下真空，在冷凝端發(fā)生相變。蒸汽對(duì)液體的導(dǎo)熱系數(shù)是純銅的20倍。

第二道防線(xiàn)是用石墨烯膜代替?zhèn)鹘y(tǒng)的石墨膜來(lái)形成循環(huán)系統(tǒng)。兩條防線(xiàn)之一攔截、循環(huán)心臟系統(tǒng)和皮膚系統(tǒng)。

報(bào)道了以單層比大于99%的氧化石墨烯懸浮液為原料，制備了Mate20X中的石墨烯薄膜。其基本結(jié)構(gòu)單元是石墨烯和非石墨微晶片，這種新材料和新技術(shù)可以無(wú)膠燒結(jié)高導(dǎo)熱率的石墨烯片材，熱通量大，完全突破了傳統(tǒng)高導(dǎo)熱率石墨片材的厚度限制。

新架構(gòu)構(gòu)建了兩條防線(xiàn)，以實(shí)現(xiàn)Mate 20x游戲體驗(yàn)的8瓦的短峰值功耗，而平均功耗一般控制在3瓦，溫度始終保持穩(wěn)定。

在CPU部分，華為設(shè)計(jì)了VC液體冷卻系統(tǒng)，這是華為Mate 20X散熱系統(tǒng)的第一道防線(xiàn)。CPU在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)釋放大量的熱量，當(dāng)這些熱量釋放后，在CPU的VC冷卻液的冷卻下，溫度會(huì)降低。

第二道防線(xiàn)是上面提到的厚石墨烯薄膜結(jié)構(gòu)。這種高熱性能的皮膚比傳統(tǒng)的石墨烯薄膜高20%，而且由于兩者都具有極高的導(dǎo)熱性，雙重散熱結(jié)構(gòu)可以使華為Mate 20X長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，保持涼爽舒適的體溫。

華為研究人員在談到石墨烯的散熱時(shí)說(shuō)，VC液體冷卻和石墨烯薄膜的散熱結(jié)構(gòu)是受獵豹奔跑的啟發(fā)而設(shè)計(jì)的。獵豹的高爆發(fā)力相當(dāng)于麒麟980處理器，在華為Mate 20X內(nèi)部性能卓越，但這里的汗腺相當(dāng)于手機(jī)的散熱結(jié)構(gòu)，因?yàn)楂C豹的表面沒(méi)有汗腺，華為的工作是給華為Mate 20X，一只獵豹，一個(gè)散熱體。吳翼。

從理論上分析，華為Mate20X處理器具有功耗低、系統(tǒng)優(yōu)化能力強(qiáng)的特點(diǎn)。此外，先進(jìn)的石墨烯液體冷卻和冷卻技術(shù)，理論上講，手機(jī)加熱將相對(duì)較小，這有利于長(zhǎng)時(shí)間玩游戲。

對(duì)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)過(guò)程的總結(jié)也是如此。測(cè)試表明，在玩《國(guó)王的榮耀》一小時(shí)后的半小時(shí)內(nèi)，CPU和電池溫度幾乎保持不變，這意味著長(zhǎng)時(shí)間玩游戲也會(huì)有很好的散熱性能。

因此，在手機(jī)散熱問(wèn)題得到有效根除后，華為Mate20X在游戲性能方面超越了許多具有游戲功能的手機(jī)，誕生了新一年的游戲人工制品。

本文出自東莞市捷誠(chéng)石墨制品有限公司官網(wǎng)：http://zgzscp.com 權(quán)威發(fā)布，    東莞市捷誠(chéng)石墨制品有限公司是一家集銷(xiāo)售、應(yīng)用開(kāi)發(fā)，產(chǎn)品加工的石墨專(zhuān)業(yè)廠(chǎng)家，專(zhuān)門(mén)為模具行業(yè)、機(jī)械行業(yè)、真空熱處理爐、電子半導(dǎo)體及太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)等提供石墨材料、石墨電極和相關(guān)的石墨制品，歡迎致電13549365158更多關(guān)于石墨制品方面信息，可回本網(wǎng)站產(chǎn)品頁(yè)面詳細(xì)了解點(diǎn)擊：石墨制品  石墨模具  石墨坩堝 石墨轉(zhuǎn)子 石墨軸承 石墨板 石墨棒 石墨匣體 石墨熱場(chǎng) 真空爐石墨制品 電子石墨模具