對于如今的智能手機,性能已經(jīng)不再是制約手機發(fā)展的首要問題,而是散熱。因為在其它條件不變的情況下,手機處理器的性能越強,其所帶來功耗的增加也就越大,尤其是對于移動終端,本身內(nèi)部空間就是寸土寸金,對于手機本身散熱的要求就更高。因此,散熱則成了對于旗艦機必不可少的一項重要環(huán)節(jié)。
由于機身內(nèi)部的物理結構是相對固定的,因此對于旗艦機來說,散熱比拼的是對于高精尖材料的運用。提到散熱,相信大多數(shù)用戶首先都會想到一個詞“石墨烯”。這個詞往往能在一些宣布國家科技重大進步的新聞中見到它的名字,是目前已知最能接近商用的高科技材料。
作為目前科學界發(fā)現(xiàn)的更薄、強度更大、導電大熱性能更強的新型納米材料,石墨烯被稱為“黑金”和“新材料之王”。石墨烯是是一種從石墨材料中剝離出的單碳原子片狀材料,由一系列按蜂窩狀晶格排列的碳原子組成。這種特殊的結構使得石墨烯具有比銅更優(yōu)良的導電性,超過鋼100倍的強度,并且能夠快速擴散熱量,是業(yè)界領先的導熱材料。
想要把一項技術從理論帶進現(xiàn)實,并且應用在商用中,更是不易。從2004年,英國曼徹斯特大學物理學家安德烈?海姆和康斯坦丁?諾沃肖若夫首次發(fā)現(xiàn)石墨烯,掀起了石墨烯工業(yè)應用研究的熱潮。到2015年,華為與曼徹斯特大學達成合作,研究如何將石墨烯領域的突破性成果應用于消費電子產(chǎn)品和移動通信設備。石墨烯發(fā)展的落地,經(jīng)過了十多年的時間。
嚴格來說,石墨烯只是一種散熱材料,至于如何合理運用,才是考驗廠商的難點。想要實現(xiàn)石墨烯材料的商業(yè)化應用,要克服很多困難,其中量產(chǎn)工藝就是一大挑戰(zhàn)。華為和業(yè)界合作伙伴實現(xiàn)手機應用規(guī)格石墨烯材料的批量生產(chǎn),將良率從起初的不足10%,提升到可以達到數(shù)以千萬的商用水平。經(jīng)過華為2012實驗室和學術界及工業(yè)界多家合作伙伴共同3年的研發(fā)積累,石墨烯膜才最終得以作為散熱材料出現(xiàn)在手機上。
當然,不止是石墨烯,華為Mate 20 X還采用全新的VC液冷技術,VC液冷冷板同時覆蓋了華為Mate 20 X處理器的大核、小核、GPU,處理器的熱量通過更短的路徑傳到VC冷板上,并通過相變傳熱系統(tǒng)將熱量擴散到整個機身。和熱管相比,超寬的VC液冷對SoC熱源覆蓋,由原不足50%提升至100%全覆蓋,構成散熱的“高速公路”
我們知道,VC液冷原本主要用于高端數(shù)據(jù)中心服務器散熱,管體很厚重,經(jīng)過很長時間的輕薄化改良和優(yōu)化,目前華為Mate 20 X上可以做到0.4mm的厚度,對生產(chǎn)工藝的要求非常苛刻。采用半導體加工常用的蝕刻工藝,加工出小于0.1mm壁厚的板材,采用比頭發(fā)絲還細的銅絲編制成內(nèi)部回液毛細結構,經(jīng)過700℃左右高溫燒結,焊接,抽真空,注液,密封等多道工藝,形成蒸汽流動,液體回流的高效兩相傳熱均溫板,實現(xiàn)業(yè)界0.4mm厚度VC量產(chǎn)應用。
而之所以華為會下這么大工夫,把散熱這項技術做到如此極致,還是從用戶實際體驗的角度出發(fā)。尤其是現(xiàn)在手游火爆的現(xiàn)象,造成了在玩游戲、充電等場景下的發(fā)熱越來越嚴重。尤其現(xiàn)在許多人已經(jīng)一分一秒都離不開手機,即使沒電了還要邊充電邊玩,手機簡直像一個小火爐。手機發(fā)熱不光會影響手感和心情,更會因為高溫引起手機對CPU和GPU進行降頻,導致卡頓。換言之,我們可能在王者榮耀的排位賽中因為手機發(fā)熱引起卡頓而被對方團滅,可能在刺激戰(zhàn)場的決賽圈里因為手機發(fā)熱變得卡頓而被人秒殺。
有了Vapor Chamber液冷技術以及石墨烯膜散熱的雙重組合,使得華為Mate 20 X的散熱能力較上代Mate 10提升約50%,發(fā)熱集中點的溫度較上代下降了3度以上,實現(xiàn)了室溫TOP游戲的極端畫質(zhì)下,性能全開跑滿幀。而有了石墨烯膜散熱這項黑科技,在用華為Mate 20 X打游戲時,再也不會出現(xiàn)手機發(fā)熱,而導致游戲體驗不好、或者是電量消耗過快的問題。