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小折叠也开始「堆」散热,性能和体验缺一不可

2024-07-26手机

日前小米方面正式推出了旗下首款小折叠机型MIX Flip,其搭载了高通现款旗舰主控骁龙8 Gen3,以及最高16GB+1TB的存储组合。值得一提的是,这款机型还用上了台阶式导热VC设计,配合高密度多层石墨/石墨烯来均匀分散热量,从而确保性能的持续释放能力。

事实上,不仅是小米开始在小折叠上强化散热能力,三星此次在新款折叠屏机型Galaxy Z Flip6上也首次引入了VC均热板,其尺寸甚至比前代直板旗舰Galaxy S23 Ultra更大。

此前,市场上的小折叠机型大多并未配备同代次的旗舰SoC,其中除了成本方面的因素之外,散热设计无法满足需求无疑也是相当重要的一个原因。因此即使有诸如三星Galaxy Z Flip系列这类采用同期旗舰SoC的机型,但在性能方面也与同配置直板机型存在着不小的差距。

如今随着智能手机进入了大量用户生活中的方方面面,性能也就成为了其中的关键一环,特别是在SoC性能不断提升和手机使用频率不断攀升的情况下,散热问题也就成为了制约其性能发挥的关键因素。为此手机厂商也在不断探索、并优化散热设计,试图在提升性能的同时,有效控制因高负载运行而产生的热量,从而保障手机稳定运行的时间以及延长其使用寿命。

VC均热板原理示意图

在目前的一众手机散热相关技术中,VC均热板凭借出色的热传导能力以及对于机身内部空间的利用效率,受到了大量厂商的青睐,目前也已成为中高端机型的标配。从技术原理上看,其是利用液体工质蒸发吸热、冷凝放热的原理,在覆盖范围内形成高效热循环,从而提升热传导效率,降低关键零部件(如SoC)运行时的温度。从这一点来看,VC均热板的面积自然是越大越好。

据悉,相关厂商如今还在不断改进VC均热板的材质。由于VC均热板本质上是一个具备中空结构的腔体,挖空的部分就会对结构强度带来影响,铜虽然是热的良导体,但其相对更为柔软,因此必须增加厚度才能带来一定的强度,但这就会导致机身厚度的增加。因此有厂商选用了强度更高的不锈钢材质,来让机身可以做得更薄,例如小米最新的旗舰大折叠MIX Fold4就用上了不锈钢材质的VC均热板。

小米MIX Fold4的不锈钢VC均热板

也正是由于VC均热板有着大量的优点,手机厂商也掀起了一场散热面积的竞赛,如今采用万级(10000mm²)VC均热板的机型都已不在少数,安卓阵营的主流品牌旗下更是几乎都有这类机型。

但不论是那种技术总归会有两面性,这一点在VC均热板上也同样成立。由于其处于相对封闭的环境(机身内部)内,因此当外环境温度较高时,散热效率自然也就会受到影响,尤其是在夏季的户外环境中, 此时仅凭VC均热板自身的散热能力往往就很难满足需求。

某品牌推出的微泵液冷壳

为此手机厂商也采取了多管齐下的策略,比如将热管、石墨烯、铜箔、硅脂等高效导热材料融入其中,形成多层散热体系,以应对极端场景。部分厂商更是为手机设计了内置的高效主动式散热风扇,从而配合内部的风道,将手机的散热能力提升到新的高度。此外许多厂商还推出了专门的散热配件,例如散热背夹、液冷保护壳等,来为手机提供额外的散热支持。

目前,许多用户也自行探索出了诸如退热贴、冰袋等「偏方」来辅助手机的散热。虽然这些方式可能存在安全隐患,并且不一定就有效,但也从侧面反映出了用户对解决手机散热问题的迫切。

当前手机手机散热系统的快速发展,从本质上来说是基于户合理、但彼此却有冲突的需求。随着手机高度渗透用户的生活,对性能的需求自然也是「水涨船高」。为了「榨干」SoC的性能并体现出差异化,厂商推出了很多强调「高性价比」、「越级硬件配置」的机型,同时还辅以更为激进的性能调度策略,例如推出狂暴模式、游戏模式等,确保手机在处理复杂任务时能够持续稳定地输出高性能,这种策略无疑极大地提升了用户的满意度和感知价值。

然而正如硬币的两面,性能的提升往往也伴随着发热量的显著增加,SoC等核心组件高负载下运行会产生的大量热能,若无法及时散发,手机外壳发热影响手感、SoC降频运行还只是小菜,显示异常、过热关机等问题也有可能出现。如何在保证性能输出的同时,有效控制手机温度,就成为了厂商必须面对的一大挑战。

对手机厂商而言,散热系统的设计与优化并不仅限于极端环境,还需要兼顾用户在不同场景的多远化需求,例如在游戏场景中就需要进行高效散热,而日常使用则要考虑到舒适性。因此就要求在设计散热系统时,必须具备高度的灵活性和适应性,在散热效果、性能释放,以及成本等多个维度找到平衡点。而且更为重要的是,如今SoC等组件的性能还在不断进步,每一次的更新迭代都将会带来新的挑战,因此这也意味着手机的散热设计是一项长期的课题。

除了满足用户对于性能方面的需求之外,手机的散热系统同样也是为了保障用户的使用安全。其中特别是在电池管理方面,由于过高的温度会加速电池的老化过程、缩短使用寿命,甚至可能会引发电池热失控等安全问题。因此在设计散热系统时,厂商也会充分考虑到电池的安全需求,采取多重措施来确保其保持在正常的工作温度范围内。

毫无疑问,智能手机散热技术的持续革新,也是顺应用户对于性能和体验双重需求的必然结果。面对未来越来越复杂多变的使用场景和用户不断增长的需求,手机的散热系统仍需要不断找到最佳的平衡点。