5G时代新型散热方式有那些Word文档格式.docx
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电子产品散热的原理是通过导热界面材料从产热器件中将热量取到散热器中，最终将热量散至外部环境，降低电子产品温度。
▌关注5G时代的新型散热方式
散热问题一直是消费电子行业高度关注的痛点和难点。
导热材料主要是应用于系统热界面之间，通过对粗糙不平的结合表面填充，用导热系数远高于空气的热界面材料替代不传热的空气，使通过热界面的热阻变小，提高半导体组件的散热效率，行业又称“热界面材料”。
过去消费电子产品的散热，主要利用铜质和铝制材料高的热传导率直接散热，或者配合硅胶、风扇及流液形成散热系统，将器件散发出的热量带走。
随着智能时代的来临，人们对手机的需求越来越高，手机的硬件配置也随之提高，CPU从单核到双核在逐渐提升至四核、八核，屏幕大小和分辨率也不断提升。
伴随着手机硬件和性能提升所带来的则是手机发热越来越严重的问题，如果热量未能及时散发出去面临的将是手机发烫、卡顿、死机甚至爆炸等问题。
目前手机中使用的散热技术主要包括石墨散热、金属背板、边框散热、导热凝胶散热、热管散热、均温板等等。
均热板:
散热能力强，技术门槛高，需求强劲
均热板是未来解决手机散热问题的新型方式。
VC（VaporChambers）即平面热管，也叫均温板或者均热板，随着芯片功率密度的不断提升，均热板已经广泛应用在CPU、NP、ASIC等大功耗器件的散热上。
在传导方式上，热管是一维线性热传导而均热板则是将热量在一二维平面上传导，相对于热管，首先均热板与热源以及散热介质的接触面积更大，能够使表面温度更加均匀;
其次使用均热板可以使热源和设备直接接触降低热阻，而热管则在热源和热管间需要嵌入基板。
均温版的面积较大，能够更好的减少热点，实现芯片下的等温性，相较于热管有更大的性能优势，同时均温版还更加轻薄，在快速的吸收以及散发热量的同时也更加符合目前手机更加轻薄化、空间利用最大化的发展趋势。
均温板优于热管或金属基板散热器。
均温板比金属或热管均温效果更好。
可以使表面温度更均匀。
此外，均温板传热速度快、启动温度低、均温性能好并且使用寿命长。
均温板应用范围广泛。
特别适用于高度空间受到严格限制的狭小空间环境中的散热需求。
如笔记本电脑，电脑工作站和网路服务器等。
随着下游消费电子轻薄化的趋势，均温板的需求有望增加。
均温板制造工艺要求较高。
由于均温板的腔体面积相对较大，空腔间隙小，需要解决适宜的铜粉末定型烧结，包括真空抽管等所有焊缝的焊接，对制作工艺要求较高。
根据VIVO发布的消息，VIVOAPEX2019在高导铝合金支架和多层石墨散热的基础上加入了大尺寸液冷均热板技术，以达到高效散热的目的。
而华硕ROG近日推出的ROG游戏手机2代中采用了大面积3D真空腔均温板加上铜铝导热片，以确保手机热量能够快速有效的扩散，其采用了矩阵式液冷散热架构，首先是加大的3DVaporchamber真空腔均温板，并加入了铜铝导热片，其前后包夹热源，并在SoC层迭封装，中间细缝加入散热填充剂作为导热介质，这样可以让热量均匀散热出去。
除了内部高效的散热技术，外部还有可拆卸的AeroActive酷冷风扇，装配酷冷风扇的ROG游戏手机长时间游戏也能控制手机温度，并带有Type-C和3.5mm耳机接口。
从散热龙头企业看均温板的发展。
多年来，美国日本中国等许多知名的散热器模组生产企业都投入巨大的资源在研究均温板，如美国Thermocore、日本Fujilura、中国台湾双鸿科技、健策精密、力致科技等。
根据双鸿科技董事长林育申在法说会中表示:
5G有望带动手机散热回温，也将带动散热应用同步增长，伴随着2020年5G即将商用，均热板预期会成为市场主力产品。
目前台湾主要散热厂商双鸿科技、健策精密和力致科技股价近期均有较大幅度提升。
液冷散热铜管:
散热效率高，导热均匀
铜管散热技术中的铜管为中空设计，管中装有少量的水或者其他化学物质，当手机的温度超过临界温度时，铜管中的液体液化，蒸汽顺着管壁的毛细结构将热量从主板上带走，后蒸汽降温液化后，又顺着毛细结构流回。
铜管的管壳可以是标准的圆形也可以是椭圆、波纹等异形，用于手机中的散热铜管多以圆形和扁平为主。
铜管内芯的毛细结构主要包括单层及多层网芯、轴向槽道式管芯和烧结粉末管芯等等。
最初在将液冷铜管散热技术使用在手机中的代表是索尼，在XperiaZ2和XperiaZ5Premium中分别使用了单铜管和双铜管散热，利用铜优秀的导热性和管中液体的冷凝过程导出手机中的热量。
相较于石墨散热方式，液冷铜管散热方式散热效率更高，导热也更加均匀。
随着手机处理器性能越来越强对散热的需求持续提升，越来越多的手机开始使用液冷散热系统，目前市场上搭载液冷散热系统的主要手机型号如下:
小米黑鲨游戏手机Helo使用双热管液冷散热方案，手机中的液冷系统是一套完整的液冷回路，热量铜管高导热材料传至导热铜管，铜管中的冷却液一定程度上帮助散热，此外热量还能够经过导热管分散到手机的其他位置，使元器件的温度能够均匀传导至手机外层提高散热效率。
相较于之前黑鲨一代，Helo将导热铜管从一条增加至两条，分别经过CPU和WiFi区域，散热效率较之前有所提高。
而小米在海外发布的PocoF1机型则使用水冷散热系统，搭载装满水雾的散热铜管，铜管从芯片组上的金属散热器吸走热量，后进入电池下方连接到手机的金属主干，将热量平均分散到手机的各个部位，大大提升散热性能。
华为在荣耀Note10中首次公布THENINE液冷散热技术，在荣耀Note10中，华为使用的液冷管长度为113mm约为小米黑鲨中的两倍，液冷管直径与MacBookAir中一致为5mm，是小米黑鲨的1.7倍，贯穿机身的液冷管再加上手机中的九层立体散热，使散热效率提升41%，极限场景CPU最高可降温10摄氏度。
而根据华为轮值董事长徐直军称华为的5G芯片将会消耗目前4G调制解调器2.5倍的功率，高功耗芯片必然也会带来更大的热量。
而据了解，高通的5G芯片耗电量达5.3W，若同时含镜头及3D感测操作，整部手机瞬间能耗可以达到9.6W。
更多的电量消耗，意味着5G手机要采用更复杂更高级的技术控制设备的过热。
电子元器件小型化、高功率化。
以Intel芯片为代表，我们可以看到芯片发展趋势呈现单核到多核、低频到高频、低散热设计功耗到高散热设计功耗。
一般散热设计功耗主要应用于CPU，CPU散热设计功耗值对应系列CPU的最终版本在满负荷（CPU利用率为100%的理论上）可能会达到的最高散热热量，散热器必须保证在处理器TDP最大的时候，处理器的温度仍然在设计范围之内。
笔记本电脑、智能手机呈重量变轻、厚度变薄的趋势。
消费者更加喜好轻薄产品，我们可以看到轻薄本的占比正在持续提升，智能手机厚度变得越来越薄。
由于液冷技术优秀的散热效果，市场上已发布的5G手机中大都搭载有液冷散热装臵以满足5G手机远超4G的散热需求。
石墨散热:
传统散热方案，技术成熟
石墨是一种良好的导热材料，其导热性能超过了钢、铜、铁等多种金属材料。
将石墨片贴附于手机内部的电路板上，利用石墨独有的晶粒取向，顺着两个方向均匀导热，可迅速的将CPU产生的热量均匀传递到石墨片的各个位臵向外扩散，起到散热的目的。
目前石墨散热是使用较为普遍的手机散热方法，苹果、OPPO、小米等厂商都在手机中使用过。
散热石墨膜又称为导热石墨膜，导热石墨片，石墨散热膜等，是一种全新的导热散热材料，具有高导热系数、各向异性、低密度和小体积的特点，具有独特的晶粒取向，沿两个方向均匀导热，具有很高的导热性能，是由一种高度定向的石墨聚合物薄膜制成。
片层状结构可很好地适应任何表面，屏蔽热源与组件同时改进消费类电子产品的性能。
研究发现石墨晶体具有六角平面网状结构，具有耐高温、热膨胀系数小、良好的导热导电性、化学性能稳定、可塑性大的特点。
石墨独特的晶体结构，使其热量传输主要集中在两个方向:
X-Y轴和Z轴。
其X-Y轴的导热系数为300~1,900W/（m〃K），而铜和铝在X-Y方向的导热系数仅为200~400W/（m〃K）之间，因此石墨具有更好的热传导效率，可以更快将热量传递出去。
与此同时，石墨在Z轴的热传导系数仅为5~20W/（m〃K），几乎起到了隔热的效果。
因此石墨具有良好的均热效果，可以有效防止电子产品局部过热。
从比热容的角度看，石墨的比热容与铝相当，约为铜的2倍，这意味着吸收同样的热量后，石墨温度升高仅为铜的一半。
因石墨在导热方面的突出特性，可以替代传统的铝质或者铜质散热器，成为散热解决方案的优秀材料。
▌散热材料市场规模快速增长
根据BCCResearch发布的报告，全球热管理产品市场规模将从2015年的107亿美元提高至2016年的将近112亿，2021年将提高至147亿美元，2016-2021年期间年复合增长率为5.6%。
根据CredenceResearch数据，全球热界面材料市场规模从2015年7.74亿美元，预计将提高至2022年的17.11亿美元，2015-2022年期间年复合增长率为12.0%。
智能手机:
5G推进步伐逐渐加快，带来新的换机潮
5G网络作为第五代移动通信网络，其峰值理论传输速度可达每秒数十Gb，这比4G网络的传输速度快了数百倍，这意味着一部完整的超高画质电影可在1秒之内下载完成。
StrategyAnalytics预测5G智能手机出货量将从2019年的200万增加到2025年的15亿，年复合增长率为201%。
中国4G智能手机出货量市场份额2014年初为10%，仅仅用了两年左右市场份额就就达到了90%，我们认为5G采用率也将和4G类似，在中国会迅速提升。
IDC预计2019年5G手机出货量仅占了手机出货总量的0.5%，尽管在2019年全球智能手机的整体销量将会出现下降，但是在今年下半年中，随着5G设备开始逐渐走入消费者的身边，智能手机的销量将会开始获得提升。
4G作为3G的延伸，主要采用MIMO技术，是利用各个天线之间空间信道的独立性来区分用户进行服务，主要包括TD-LTE和FDD-LTE制式。
我国主要采用TD-LTE标准，2013年12月4日，工业和信息化部正式向三大运营商发放了4G牌照，标志着我国通信行业正式进入了4G时代。
4G能够以100Mbps的速度下载，上传的速度也能达到20Mbps，比3G更快的传输速率、更好的频率利用率、通信更加灵活及更好的兼容性等优点，使得用户体验更加优异。
5G:
随着物联网、AR和VR等技术的诞生和发展，对移动网络的要求更高，5G将采用NR技术，传输速率高达10Gps，比4G快达100倍、而且具有低延时、低功耗的特点。
我国5G预计按照2019年预商用，2020年规模商用的规划逐步实施。
目前，已有多家手机厂商跟进5G步伐，发布了5G手机时间计划。
7月23日OPPO官方宣布Reno5G版正式获得中国5G终端电信设备进网许可证，Reno5G版目前已三证在手，具备了5G手机商用的能力。
此前，华为6月26日官方宣布华为Mate20X获得中国首张5G终端电信设备进网许可证，这标志着国产5G手机上市步伐加快,5G商用将进一步提速。
6月份工信部向包括三大运营商和中国广电在内的四家企业也都正式发放5G牌照，上游运营商和下游手机厂商的5G进展情况均超预期。
整个智能手机行业呈现以下发展趋势:
1）更高的频率和性能，四核、八核将成为主流;
2）更大更清晰的屏幕，2K/4K都将出现在手机屏幕上;
3）柔性屏，可弯曲;
4）更多内置无线设备，如NFC、低频蓝牙、无线充电等。
中低端手机配置也不断提升，加大了对散热要求，我们预计未来高导热石墨膜在智能手机中的应用比例将进一步提升。
平板电脑出货量有望复苏
根据IDC公布的《2019年第一季度中国平板市场调查报告》显示，一季度中国平板电脑整体市场出货量达464万台，同比增长9.5%，实现四个季度连续上涨。
从品牌角度来看，苹果继续保持市场领先，华为表现喜人。
苹果2019年一季度出货量约228万台，同比增长11.2%，占据42.9%市场份额。
华为位居第二，平板产品出货量约144万台，同比增长12.1%，出货量市场份额占比27.1%。
华为平板增量主要来自于华为M510.8英寸版和M5Pro。
小米平板出货量约30万台，出货量市场份额占比5.6%，环比增长36.1%。
我们预计未来几年全球平板电脑出货量有望复苏。
随着5G时代的到来，平板电脑可以充分发挥其携带方便、显示效果优良的特点，获得更多的商用市场机会。
由于平板电脑是一种小型、方便携带的个人电脑，以触摸屏作为基本的输入设备，其内部空间狭小，因此对导热石墨膜散热的需求也将增加。
笔记本电脑散热亟待解决
2017年全球笔记本计算机出货量达到1.56亿台，预计散热石墨膜的主要使用对象超薄笔记本电脑出货量将从2013年的2600万台增至2017年的5700万台。
苹果电脑轻薄是其主要特点，2015年3月10日，苹果发布新款笔记本电脑MacBook，采用全新设计的散热方式，在主板下方放置一整片高导热石墨膜，取代原有的风扇加硅胶。
超薄笔记本电脑所使用的高导热石墨膜面积远大于手机，将成为高导热石墨膜行业新的增长点。
可穿戴设备迎来爆发年
近年来，可穿戴设备蓬勃发展。
以健康计步器为代表的各类智能手环、OculusVR为代表的虚拟现实设备、AppleWatch为代表的智能手表等智能可穿戴设备的用途和出货量迅速增加。
可穿戴设备包括基本腕带、基本手表、智能手表、织物、耳穿戴等，其芯片组、屏幕、电池都具有散热需求。
根据市场调查机构IDC的预测，2019年可穿戴设备市场全球出货量有望突破2.229亿台，若按照7.9%的复合年增长率来计算，2023年市场规模将增加至3.023亿台，增长的主要驱动力就是智能手表和耳塞式设备，在2023年的市场占比份额将超过70%。
中国市场2019年第一季度可穿戴设备市场出货量为1950万台，同比增长34.7%。
其中基础可穿戴设备（不支持第三方应用的可穿戴设备）同比增长25.5%，智能可穿戴设备同比增长达到84.6%。
新能源汽车不断渗透全球汽车市场
自2016年其全球总汽车销量已经进入了持续性缓慢发展的阶段。
2017年同比全球汽车销量仅仅只增长了1%，2018年全年预计将会有2%的同比增长，全球汽车销量将达到9678.6万辆。
与之形成鲜明对比的是新能源汽车的渗透率在不断提升。
在2013年全球新能源汽车的总销量达到了175.5万辆，根据市场前瞻的预计至2018年全年，新能源汽车的销量将实现373.4万辆，与去年同期相比同比增长23%。
通过对电动乘用车销量及汽车总销量的对比，电动车占全球汽车总销量从2013年的2%上升至2018年的4%。
同时电动乘用车的从2013年至预估的2019年，复合增长率将持续超过15%，远远高出总汽车量的复合增长率2.11%。
新能源汽车产量上升带动动力电池成本下降。
根据中国汽车产业的测算，2013年新能源汽车产量1.8万辆提升至2018年的100万辆时，新能源汽车用动力电池的成本将从3.2元/Wh骤降至1元/Wh。
随着新能源汽车产量的不断拔高，我们预见在2030年新能源汽车的产量将达到1500万辆，对应的动力电池成本也降至0.46元/Wh。
成本下降驱动新能源汽车市场从政策主导转向市场主导。
据汽车之家蓝皮书统计，当前全国消费者对于新能源汽车的接受度已超过70%，最大的消费痛点仍旧是充电难、续航低、成本高。
而随着电池单体能量密度的提升、成本下降、电池PACK减少和规模经济发展，新能源汽车的接受度和销量也将迎来新一波的增长。
据汽车之家数据，2017年新能源汽车销量为86万辆，占整体乘用车销量3.74%。
到2028年，新能源汽车销量将到达1104万辆，占整体乘用车销量29%，10年增长12倍。
随着政府补贴优惠进退坡和电动车大规模市场交付，新能源汽车市场正在从从政策主导转向市场主导。
2014年以来，随着大力度补贴、政府采购硬指标、免征购臵税、牌照政策、双积分制等一系列强力政策的陆续出台，我国新能源汽车市场迎来快速增长。
2017年，我国新能源汽车销量达到77.7万辆，继续保持53%的高速增长。
其中，纯电动汽车销量为65.2万辆，同比增长59%，插电式混动汽车销量12.5万辆，同比增长28%，我国已成为世界最大的新能源汽车市场。
2017年，新能源乘用车销量为55.6万辆。
相比2014年的5.9万辆，增长逾8倍。
虽然随着基数的增大，同比增速有所下降，但2017年增速仍处在69%的高位。
由产业扶持转向优胜劣汰。
2014年以来，随着大力度补贴、政府采购硬指标、免征购置税、牌照政策、双积分制等一系列强力政策的陆续出台，我国新能源汽车市场迎来快速增长。
而近期相关政策对新能源汽车补贴进行了调整，新能源市场进入门槛也将降低，对事中事后的监管进一步加强，政策由产业扶持转向了重点鼓励优者强者，这些又迫使企业技术升级。
4G及未来5G通信网络的建设带动导热材料的需求
通信行业正处于由4G向5G的过渡期，4G通讯基站建设逐步完成，5G的建设需求尚未释放。
根据国务院2015年5月颁布的《中国制造2025》规划，全面突破第五代移动通信（5G）技术已经成为我国在新一历史时期高新技术领域的重要目标，并以华为为首的中国科技公司已在全球竞争中取得一定成果。
预计在运营商4G乃至5G投资的拉动下，通信设备制造业将继续保持较快的增长速度，从而带动对导热材料等产品的持续需求。
设备轻超薄化、智能化和多功能化的趋势对电子设备的热管理技术提出了更高的要求，消费电子领域的散热需求将会增加
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