你也許經常會看見“xx發燒友”這種字眼。在很多領域,比如攝影或電影,“發燒”一詞基本不會和貶義沾邊。但是,如果把領域換為電腦或手機,“發燒”就變成瞭雙關,在某些情況下會被用來形容一臺手機或電腦散熱不好。

先用熱管的竟是女性手機 論手機散熱的各種嘗試

對於手機來說,情況更加危及。主要原因是內部空間過於緊湊,以及並沒有減速跡象的性能提升。於是,我們就看到瞭在這個狹小空間內的各種散熱措施。

01散熱銅管

本文先討論的三種手機散熱措施,都是對電腦散熱系統迷你化的成果。首先是散熱銅管。

不管是手機還是電腦,內部的發熱都是聚集性的,也就是某一小塊區域會持續發熱。所以就出現瞭一種利用導熱能力強的裝置把熱量從熱源導走的設計,也就是“散熱銅管”。

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散熱銅管(圖源:網絡)

除瞭金屬本身的導熱能力,熱管內部還會有在反復蒸發、凝結的液體。我們都知道,蒸發吸熱,凝結放熱。利用這一物理特性,散熱系統會讓熱管內液體在熱源處蒸發,吸走熱源熱量。然後這些蒸汽會帶著熱量移動到熱管的另一頭,通過凝結把熱量排走。

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銅管首次出現在手機上(圖源:網絡)

有趣的是,這麼“硬核”的設計在手機上的初次亮相和高端性能手機沒有半點關系,而是被一款面向女性的手機拔得頭籌。這部手機就是2013年5月亮相、特供日本市場的Medias X N-06E。

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Medias X N-06E(圖源:網絡)

由於當時不用熱管的手機也很少過熱,這款來自NEC的手機就被淹沒在歷史長河中瞭。

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2015年索尼Xperia 5的雙銅管散熱(圖源:網絡)

直到兩年後,手機性能的大跨步讓散熱銅管這種額外措施成瞭高性能手機的必要組件之一。到瞭2021年,手機散熱銅管已經不再是先進技術,成為瞭高端機的標配。

02銅管進化版:VC均熱板

另一種被稱為“VC均熱板”或“真空腔散熱”的裝置與散熱銅管原理一樣,都是金屬皮包裹液體,利用液氣轉換把熱量移走。隻不過形狀不同,為片狀,而不是管狀。片狀腔體不能像管狀腔體一樣被輕松彎曲,穿梭在結構復雜的電子器件之中。但是,如果能在設備內部騰出一層較薄的空間,VC均熱板就通常是個更好的選擇。

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VC均熱板(圖源:網絡)

散熱銅管工作時,熱量轉移的方向必須沿著銅管的長度方向。而VC均熱板則可以把熱量轉移到四面八方,具備更強的分散熱量能力。而且由於形狀更寬大,VC均熱板與熱源的接觸也更充分,在筆記本和手機這類不能容納下“桌面級”多數量、大直徑銅管的設備中,VC均熱板散熱效率更高。

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手機中的VC均熱板很薄(圖源:網絡)

不過VC均熱板還屬於“高端貨”,無論是在手機領域還是電腦上都是如此。隻有那種追求極致性能的產品才會使用,比如iQOO 7、黑鯊 4 Pro和ROG遊戲手機5等產品。其中前兩者的VC均熱板總面積分別超過瞭4000平方毫米和3000平方毫米,幾乎已經“榨幹瞭”手機的內部空間。

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iQOO 7的VC均熱板面積最大

雖然散熱效果有目共睹,但是經常玩大型遊戲的人並不占多數。其它使用場景下普通的銅管散熱已經足夠,所以VC均熱板在短時間內不會普及。至少像iQOO 7、黑鯊 4 Pro或ROG遊戲手機5內置的那種超大面積VC均熱板依然會是少數派。

03散熱風扇

在兩相散熱(銅管、均熱板)被發明之前,為瞭彌補純金屬導熱能力的不足,人們很依賴大風力風扇。有瞭銅管和均熱板後,之前有些需要金屬散熱片+風扇才能完成的散熱工作甚至可以不要風扇。那麼我們要是既保留風扇,又把實心金屬片換成銅管(會均熱板)的話,效果會不會更好?

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聯想拯救者電競手機2 Pro的風扇之一

答案當然是肯定的,因為這種散熱組合已經統治瞭PC市場。但是,散熱風扇本體和可以讓熱空氣與冷空氣循環的風道會占用很大空間。這在“寸土寸金”的手機中很難達成,所以不知道被PC產品用瞭多少年之後,手機才終於在2019年迎來瞭風扇散熱。不過風扇主動散熱的設計一直沒有被普及開來,采用類似設計的手機很少。

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聯想拯救者電競手機2 Pro的散熱結構

最近一款比較有意思的風扇散熱手機是聯想拯救者電競手機2 Pro。它把風扇數量提高到瞭2顆,並內置瞭由銅包裹的方形管狀風道。算是目前在散熱結構上非常復雜的手機瞭。

04調整發熱器件佈局

接著聯想拯救者電競手機2 Pro,我們給大傢介紹一下另一種有效但更加少見的手機散熱方式,那就是從“根本”上解決問題,把手機內部的熱源器件挪到對溫度不那麼敏感的位置。

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中部隆起意味著內部佈局的不同

因為是一個經常被手觸摸的設備,手機就不能像臺式電腦一樣隻考慮處理器頻率,還得考慮人的體感溫度。所以就會有聯想拯救者電競手機2 Pro,或ROG遊戲手機5這類硬核遊戲手機,為瞭減少用戶對熱量的感知,把通常被放在手機攝像頭右側的主板挪到瞭手機中間。這樣在橫握手機玩遊戲時,用戶就不會直接觸碰到熱量最集中的主板區域,體感溫度更低。

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ROG遊戲手機5主板位於中間

但是這類設計隻在橫握手機時才會起作用,基本隻適合於遊戲手機,所以中置主板就更難普及瞭。

05給電池“減壓”

最後一種給手機降溫的方法就比較“奇特”,它能解決用戶的痛點,但卻很難被人想到。那就是通過充電器繞開電池直接給手機供電。雖然玩《原神》會讓手機很熱,但長時間在手機上玩大型遊戲的人並不多。而邊充電邊使用時的滾燙感卻是幾乎每一個手機用戶都有過的經歷。

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索尼的獨立供電模式示意圖

於是從2020年開始,行業就出現瞭幾部在快沒電時,仍然可以通過電源給手機供電,從而杜絕充電時溫度急劇上升的手機。首先是索尼移動,在索尼Xperia 1 II的遊戲模式內加入瞭這項功能。然後更純粹的遊戲手機也開始跟進,比如上文提到過的聯想拯救者電競手機2 Pro和ROG遊戲手機5。

06沒有最涼,隻有更涼

雖然行業已經嘗試瞭各種各樣的散熱措施,就連電腦上的風扇都被搬進瞭手機。但是人們對手機功能多樣性和性能強勁程度的追求不會停歇。相應的,散熱系統的發展也得跟上腳步。

對於遊戲手機來說,好的散熱能帶來更流暢的畫面。對於並不主打性能的手機,散熱系統的進步也是百利而無一害。長時間的高清照片拍攝和視頻錄制、室外陽光下對手機長時間的使用等,都對手機溫控能力有著嚴苛的考驗。所以,我們希望未來行業能在手機芯片組之外的地方也用上高規格散熱,進一步提高手機的綜合使用體驗。

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