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小折疊也開始「堆」散熱,效能和體驗缺一不可

2024-07-26手機

日前小米方面正式推出了旗下首款小折疊機型MIX Flip,其搭載了高通現款旗艦主控驍龍8 Gen3,以及最高16GB+1TB的儲存組合。值得一提的是,這款機型還用上了台階式導熱VC設計,配合高密度多層石墨/石墨烯來均勻分散熱量,從而確保效能的持續釋放能力。

事實上,不僅是小米開始在小折疊上強化散熱能力,三星此次在新款折疊屏機型Galaxy Z Flip6上也首次引入了VC均熱板,其尺寸甚至比前代直板旗艦Galaxy S23 Ultra更大。

此前,市場上的小折疊機型大多並未配備同代次的旗艦SoC,其中除了成本方面的因素之外,散熱設計無法滿足需求無疑也是相當重要的一個原因。因此即使有諸如三星Galaxy Z Flip系列這類采用同期旗艦SoC的機型,但在效能方面也與同配置直板機型存在著不小的差距。

如今隨著智能電話進入了大量使用者生活中的方方面面,效能也就成為了其中的關鍵一環,特別是在SoC效能不斷提升和手機使用頻率不斷攀升的情況下,散熱問題也就成為了制約其效能發揮的關鍵因素。為此手機廠商也在不斷探索、並最佳化散熱設計,試圖在提升效能的同時,有效控制因高負載執行而產生的熱量,從而保障手機穩定執行的時間以及延長其使用壽命。

VC均熱板原理示意圖

在目前的一眾手機散熱相關技術中,VC均熱板憑借出色的熱傳導能力以及對於機身內部空間的利用效率,受到了大量廠商的青睞,目前也已成為中高端機型的標配。從技術原理上看,其是利用液體工質蒸發吸熱、冷凝放熱的原理,在覆蓋範圍內形成高效熱迴圈,從而提升熱傳導效率,降低關鍵零部件(如SoC)執行時的溫度。從這一點來看,VC均熱板的面積自然是越大越好。

據悉,相關廠商如今還在不斷改進VC均熱板的材質。由於VC均熱板本質上是一個具備中空結構的腔體,挖空的部份就會對結構強度帶來影響,銅雖然是熱的良導體,但其相對更為柔軟,因此必須增加厚度才能帶來一定的強度,但這就會導致機身厚度的增加。因此有廠商選用了強度更高的不銹鋼材質,來讓機身可以做得更薄,例如小米最新的旗艦大折疊MIX Fold4就用上了不銹鋼材質的VC均熱板。

小米MIX Fold4的不銹鋼VC均熱板

也正是由於VC均熱板有著大量的優點,手機廠商也掀起了一場散熱面積的競賽,如今采用萬級(10000mm²)VC均熱板的機型都已不在少數,安卓陣營的主流品牌旗下更是幾乎都有這類機型。

但不論是那種技術總歸會有兩面性,這一點在VC均熱板上也同樣成立。由於其處於相對封閉的環境(機身內部)內,因此當外環境溫度較高時,散熱效率自然也就會受到影響,尤其是在夏季的戶外環境中, 此時僅憑VC均熱板自身的散熱能力往往就很難滿足需求。

某品牌推出的微泵液冷殼

為此手機廠商也采取了多管齊下的策略,比如將熱管、石墨烯、銅箔、矽脂等高效導熱材料融入其中,形成多層散熱體系,以應對極端場景。部份廠商更是為手機設計了內建的高效主動式散熱風扇,從而配合內部的風道,將手機的散熱能力提升到新的高度。此外許多廠商還推出了專門的散熱配件,例如散熱背夾、液冷保護殼等,來為手機提供額外的散熱支持。

目前,許多使用者也自行探索出了諸如退熱貼、冰袋等「偏方」來輔助手機的散熱。雖然這些方式可能存在安全隱患,並且不一定就有效,但也從側面反映出了使用者對解決手機散熱問題的迫切。

當前手機手機散熱系統的快速發展,從本質上來說是基於戶合理、但彼此卻有沖突的需求。隨著手機高度滲透使用者的生活,對效能的需求自然也是「水漲船高」。為了「榨幹」SoC的效能並體現出差異化,廠商推出了很多強調「高性價比」、「越級硬件配置」的機型,同時還輔以更為激進的效能排程策略,例如推出狂暴模式、遊戲模式等,確保手機在處理復雜任務時能夠持續穩定地輸出高效能,這種策略無疑極大地提升了使用者的滿意度和感知價值。

然而正如硬幣的兩面,效能的提升往往也伴隨著發熱量的顯著增加,SoC等核心元件高負載下執行會產生的大量熱能,若無法及時散發,手機外殼發熱影響手感、SoC降頻執行還只是小菜,顯示異常、過熱關機等問題也有可能出現。如何在保證效能輸出的同時,有效控制手機溫度,就成為了廠商必須面對的一大挑戰。

對手機廠商而言,散熱系統的設計與最佳化並不僅限於極端環境,還需要兼顧使用者在不同場景的多遠化需求,例如在遊戲場景中就需要進行高效散熱,而日常使用則要考慮到舒適性。因此就要求在設計散熱系統時,必須具備高度的靈活性和適應力,在散熱效果、效能釋放,以及成本等多個維度找到平衡點。而且更為重要的是,如今SoC等元件的效能還在不斷進步,每一次的更新叠代都將會帶來新的挑戰,因此這也意味著手機的散熱設計是一項長期的課題。

除了滿足使用者對於效能方面的需求之外,手機的散熱系統同樣也是為了保障使用者的使用安全。其中特別是在電池管理方面,由於過高的溫度會加速電池的老化過程、縮短使用壽命,甚至可能會引發電池熱失控等安全問題。因此在設計散熱系統時,廠商也會充分考慮到電池的安全需求,采取多重措施來確保其保持在正常的工作溫度範圍內。

毫無疑問,智能電話散熱技術的持續革新,也是順應使用者對於效能和體驗雙重需求的必然結果。面對未來越來越復雜多變的使用場景和使用者不斷增長的需求,手機的散熱系統仍需要不斷找到最佳的平衡點。