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“烫手”的5G手机,让这个小行业迎来大机会

作者:国泰君安证券研究时间:2019-11-19来源:新浪专栏。创事记收藏

本文作者:国君中小市值团队。来源: 国泰君安证券研究(ID:gtjaresearch)。

本文引用地址:http://www.c3dnow.com/article/201911/407200.htm

有没有感觉,现在的手机动辄就会变得烫手?

不是价格太贵的那个“烫手”,而是真实的,字面意义上的烫手。

譬如在微博上搜索“ 过热”,就会有铺天盖地的抱怨帖,而作为国货骄傲的Mate系列,相关的抱怨也并不少见。

▼看到这个画面就意味着:你真的需要让手机冷静一下


事实上,随着手机性能的不断提升,手机的散热系统只能是在勉力跟随升级换代的步伐。

而到了5G时代,手机的散热需求再度急剧提升,到那时候如果再沿用现有的系统,用手机煎鸡蛋将指日可待。

不过也不必过分担心,一些人的烦恼,必然会成为另一些人的商机。

国泰君安中小市值团队在最新发布《5G浪潮,红利内迁,散热当热》 报告中,详尽地介绍了手机最新散热技术的原理基础,由此解释了为什么说5G时代开启之际,最先“火”起来的,其实会是这个看起来不起眼的散热产业。

一、烫手的手机

续航和散热,一直是智能设备备受诟病的两大槽点。而这一问题,正在随着5G手机的登场,变得更加迫在眉睫。

重要性

数据来源:松下

举个例子。

一部4G手机芯片功率约在3W上下,但到5G功率最高会来到11。4W。同时,5G手机电源功率会比4G手机多出7-8瓦,5G芯片的计算能力则比现有4G芯片高5倍以上,而无线充电对信号传输的要求更高。

这一切,都对手机的散热能力提出了严峻的考验。

更不用说随着AI技术和AR应用增加,手机运算速度及数据处理能力持续提升,更会让手机发热量提升一个等级。

因此,整机功耗的增加,再加上手机内部空间越来越拥挤,都会让散热成为手机设计的难点及关键。

▼ 多种因素影响使得 5G 手机,散热需求大幅增加

数据来源:IDC,国泰君安证券研究

在4G时代,石墨片由于其出色的导热性,被作为手机电路板散热的不二之选。苹果、OPPO、小米等厂商,都在其智能手机产品中,使用石墨作为散热方案。

▼ 石墨散热下游应用中手机占比 67%

数据来源:中石科技,国泰君安证券研究

然而随着高耗能5G手机的落地,更高级的散热方案也开始逐步登场。

就目前已经发布的5G散热方案来看,单一石墨散热,正在逐渐升级为“石墨+热管”或者“石墨+均热板(VC)”方案。

1、石墨+热管

部分5G手机采用的是“热管+石墨散热”方案解决热问题。

热管散热技术的原理,是用中空设计的铜管,管中装有少量的水或其他化学物质,当温度超过临界温度时,铜管中的液体气化,蒸汽顺着管壁的毛细结构将热量从主板带走,进行点对点导热。

▼液冷铜管散热结构及原理

数据来源:公司,搜狐科技

2、石墨+均热板(VC)

Mate 20 X 5G和vivo APEX 2019 则采用的是石墨烯膜+均热板的方式散热。

▼均热板散热结构及原理

数据来源:COFAN 官网,国泰君安证券研究

▼华为 Mate 20 X 5G 采用石墨烯膜+均温板方式

数据来源:华为官网

均热板(VC)原本主要用于高端数据中心服务器散热,管体厚重。不过,经过很长时间的轻薄化改良和优化之后,目前华为Mate20 X上可以做到0.4mm的厚度,对生产工艺的要求非常苛刻。

这种手机上的VC采用半导体加工常用的蚀刻工艺,加工出小于0。1mm壁厚的板材,采用比头发丝还细的铜丝,编制成内部回液毛细结构,经过700℃左右高温烧结,焊接,抽真空,注液,密封等多道工艺,形成蒸汽流动,液体回流的高效两相传热均温板,实现0。4mm厚度VC量产应用。

这种VC应用范围广泛,特别适用于高度空间受到严格限制的环境中,如笔记本电脑,工作站和网路服务器等。

热管/VC散热能力强,技术门槛高,是未来解决手机高功耗的重要方式。

以华为MATE20X为例,其搭载麒麟980芯片,是全球首款台积电7nm制造工艺芯片,集成69亿个晶体管,相较于10nm芯片晶体管数量提升25%、密度提升55%,性能提升20%,能效比提升40%,性能与能效的双重提升,对散热需求大幅增加。

▼ 为解决高功耗带来热问题,Mate 20X 采用“石墨+VC”散热

数据来源:华为官网

为解决散热问题,华为采用“石墨烯膜+VC液冷冷板”散热方案,使Mate 20 X的散热能力较上代Mate 10提升约50%,发热集中点的温度较上代下降了3度以上。



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