石墨烯技術裝進手機 華為Mate 20 X極致散熱

華為發布Mate 20 X手機，石墨烯+液冷散熱系統設計讓石墨烯這個詞再一次進入公眾視野。早在今年上半年，就有一項華為與劍橋大學聯合申請的石墨烯散熱專利曝光，引起了業內的關注。專利顯示，華為發明了一種官能化石墨烯及其製備方法，將可能帶來前所未有的終端散熱體驗。

GameBench對業界三個頂級大廠（華為、蘋果、三星）的旗艦產品進行測評，其中搭載了華為麒麟980的華為mate 20 X獲得無可爭議的三個不同類型遊戲的冠軍。頂級遊戲性能的背後是超強散熱系統的支撐，今天就帶大家走進Mate 20 X超強散熱系統的小秘密。

石墨烯又可稱為功能化石墨烯，石墨烯材料本身難溶於水及常用的有機溶劑，為了充分發揮其優良性質，必須對石墨烯進行有效的功能化。根據專利中的內容，這種新的官能化石墨烯可以支撐界面導熱材料的導熱性能突破常規技術的瓶頸上限，實現提升導熱係數提升50%以上，有效發揮石墨烯納米材料本身的高導熱特性，同時規避導電性、比表面積過大帶來的問題。

隨著大屏智能手機的出現以及大型3D手游的流行，手機設計中的性能與熱的均衡一直是各大手機廠家設計中的難點。受限於手機自身空間的大小、處理器熱保護的要求、外殼熱感的舒適性要求等，一般手機很難長時間讓CPU/GPU無限制地運行以滿足遊戲用戶對超高幀流暢的要求。Mate 20 X為遊戲做了專門優化，為了避免CPU/GPU長時間運行後溫度過高降頻, 研發工程師們嘗試在中框中嵌入超薄VC(Vapor Chamber), 超薄VC與處理器等寬，完全覆蓋CPU、GPU等發熱核心, 遊戲時處理器的各核心熱量可以直接傳給VC，從而迅速擴散到整個機身，避免處理器結溫過高、降頻。

華為Mate 20 X應用的是目前業界可量產最薄的0.4mm超薄VC，其結構上是由2片銅質蓋板內部蝕刻出腔體，在腔體內部燒結毛細結構和支撐結構，經焊縫、填充液態工之後抽真空製成。工作時，工質在真空腔體內熱源附近受熱蒸發，擴散到溫度較低的區域冷凝放熱，液體沿毛細結構再迴流到熱區形成循環。VC和熱管技術的區別為，熱管(HP)的熱傳導模式為一維，而VC均熱板則是二維，且VC平面尺寸不受限制，完全可覆蓋面熱源尺寸，在面熱源分布不均的情況下，內部蒸汽通道共享，散熱「取長補短」。

在華為Mate 20 X上, 基於VC特殊的製程工藝，針對關鍵參數進行優化，使得性能指標較熱管提升2倍以上。VC可以將熱源的熱量快速從熱源晶元傳出，如果沒有很好的整機均溫措施，會導致手機外殼形成局部熱點，降低手機外殼的熱舒適度。

經過大量的人因實驗研究和熱用戶滿意度量化研究發現，手機外殼在43℃時，人手觸摸會有明顯發燙的感覺，一般情況下，手機外殼溫度的控制最好在43℃以下，而最舒適的溫度區間是38℃以下。

華為 Mate 20 X是首款應用石墨烯膜進行散熱的智能手機。石墨烯散熱膜是由取向高度一致的石墨烯材質構成的片狀散熱材料，與相同厚度的多層石墨相比散熱能力提升20%以上，其等效導熱能力是純銅的2.8倍。利用石墨烯膜水平導熱率高、厚度薄的特點，將晶元傳導到後殼的熱量均攤給整個背殼以達到整機均溫散熱的目的。通過對VC和石墨烯組合散熱方案進行多輪迭代優化設計，Mate 20 X最終的結果不負眾望, 在輕鬆玩轉大型遊戲，享受持續穩定的高幀暢爽體驗的同時，還能溫而不燙，冷靜制勝。

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