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2018年11月03日 | 把科学变为现实 华为Mate 20 X石墨烯散热解读
2018-11-03 来源：手机中国
对于如今的智能手机，性能已经不再是制约手机发展的首要问题，而是散热。因为在其它条件不变的情况下，手机处理器的性能越强，其所带来功耗的增加也就越大，尤其是对于移动终端，本身内部空间就是寸土寸金，对于手机本身散热的要求就更高。因此，散热则成了对于旗舰机必不可少的一项重要环节。
由于机身内部的物理结构是相对固定的，因此对于旗舰机来说，散热比拼的是对于高精尖材料的运用。提到散热，相信大多数用户首先都会想到一个词“石墨烯”。这个词往往能在一些宣布国家科技重大进步的新闻中见到它的名字，是目前已知最能接近商用的高科技材料。
作为目前科学界发现的更薄、强度更大、导电大热性能更强的新型纳米材料，石墨烯被称为“黑金”和“新材料之王”。石墨烯是是一种从石墨材料中剥离出的单碳原子片状材料，由一系列按蜂窝状晶格排列的碳原子组成。这种特殊的结构使得石墨烯具有比铜更优良的导电性，超过钢100倍的强度，并且能够快速扩散热量，是业界领先的导热材料。
想要把一项技术从理论带进现实，并且应用在商用中，更是不易。从2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈•海姆和康斯坦丁•诺沃肖若夫首次发现石墨烯，掀起了石墨烯工业应用研究的热潮。到2015年，华为与曼彻斯特大学达成合作，研究如何将石墨烯领域的突破性成果应用于消费电子产品和移动通信设备。石墨烯发展的落地，经过了十多年的时间。
严格来说，石墨烯只是一种散热材料，至于如何合理运用，才是考验厂商的难点。想要实现石墨烯材料的商业化应用，要克服很多困难，其中量产工艺就是一大挑战。华为和业界合作伙伴实现手机应用规格石墨烯材料的批量生产，将良率从起初的不足10%，提升到可以达到数以千万的商用水平。经过华为2012实验室和学术界及工业界多家合作伙伴共同3年的研发积累，石墨烯膜才最终得以作为散热材料出现在手机上。
当然，不止是石墨烯，华为Mate 20 X还采用全新的VC液冷技术，VC液冷冷板同时覆盖了华为Mate 20 X处理器的大核、小核、GPU，处理器的热量通过更短的路径传到VC冷板上，并通过相变传热系统将热量扩散到整个机身。和热管相比，超宽的VC液冷对SoC热源覆盖，由原不足50%提升至100%全覆盖，构成散热的“高速公路”
我们知道，VC液冷原本主要用于高端数据中心服务器散热，管体很厚重，经过很长时间的轻薄化改良和优化，目前华为Mate 20 X上可以做到0.4mm的厚度，对生产工艺的要求非常苛刻。采用半导体加工常用的蚀刻工艺，加工出小于0.1mm壁厚的板材，采用比头发丝还细的铜丝编制成内部回液毛细结构，经过700℃左右高温烧结，焊接，抽真空，注液，密封等多道工艺，形成蒸汽流动，液体回流的高效两相传热均温板，实现业界0.4mm厚度VC量产应用。
而之所以华为会下这么大工夫，把散热这项技术做到如此极致，还是从用户实际体验的角度出发。尤其是现在手游火爆的现象，造成了在玩游戏、充电等场景下的发热越来越严重。尤其现在许多人已经一分一秒都离不开手机，即使没电了还要边充电边玩，手机简直像一个小火炉。手机发热不光会影响手感和心情，更会因为高温引起手机对CPU和GPU进行降频，导致卡顿。换言之，我们可能在王者荣耀的排位赛中因为手机发热引起卡顿而被对方团灭，可能在刺激战场的决赛圈里因为手机发热变得卡顿而被人秒杀。
有了Vapor Chamber液冷技术以及石墨烯膜散热的双重组合，使得华为Mate 20 X的散热能力较上代Mate 10提升约50%，发热集中点的温度较上代下降了3度以上，实现了室温TOP游戏的极端画质下，性能全开跑满帧。而有了石墨烯膜散热这项黑科技，在用华为Mate 20 X打游戏时，再也不会出现手机发热，而导致游戏体验不好、或者是电量消耗过快的问题。
史海拾趣
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