1、根据 IDC 2019 年的预测报告，2019年全球智能手机的出货量预计超过13.9 亿部，2023年将达15.42亿部。按照每台智能手机使用高导热石墨膜 0.005 平米估算，市场仍有每年近 900 万平米高导热石墨膜的需求，石墨膜需求依然旺盛。
2、三星在4G时代，完成了超薄热管和高级热界面材料的技术提升，并掌控了超薄热管、均热板供应链的优先资源。
3、小米科技钟情于高导热石墨膜，石墨膜往多层结构、复合结构等方向升级，人工合成石墨均热板成为液冷均热板的竞争方案。
4、智能手机散热设计是系统工程，但随着手机功能集成度的提高，高速5G通信的推动下，手机功耗与续航矛盾重重，散热设计更为复杂。
5、微胶囊相变材料、热导碳纤维、石墨烯膜等新型材料，在散热设计中将广泛应用。智能手机是在无线通信技术的发展变革中，随着通信速率的提升，通信时延的下降而快速发展。
1G时代通信速率只有2.4K，而2G是64K，3G是2M，4G是100M，到近期的5G速率峰值达到了1Gbps；其间，芯片工艺制程从初期的90nm，发展到28nm，20nm，14nm，10nm，7nm及以下，手机获得更快的运行频率和更多的硬件支持，如触摸屏、指纹识别、高清摄像头、无线充电、快充、脸部识别，AI辅助和VR等。
智能手机变得越来越强大，功能集成度提高的同时，兼顾轻薄时尚设计，要求更高续航时间等。因此，手机内部空间越来越拥挤，整机功耗增加，散热成为设计的难点及关键。
以下，本文从小米、三星、华为等智能手机的发展历史，力图详尽的为大家介绍智能手机散热的发展趋势，并在5G开启之际力尽所能分享些有价值的信息。
▌散热宣战：石墨膜汹涌来袭
2011年8月16日，小米科技的第一款手机——小米1发布了，其采用高通第三代Snapdragon MSM8260处理器，1.5GHz双核心，1999的售价加上当时顶级的硬件，让小米1成为当时关注度最高的智能手机。1年后，小米手机1升级版1S发布，搭载了当时全球主频最快的高通MSM8260双核1.7GHz处理器，在当时性能指标还是稀缺品，同时小米的定位性价比无敌的情况下，小米1系列取得了总共790万的销量，小米科技一炮打红！
小米1，为解决高性能产生的发热问题，“石墨散热膜”首次成为宣传卖点，小米1手机的背盖、处理器屏蔽罩和LCD不锈钢框架等都粘贴了大面积的石墨散热膜。
实际上，小米1之前，2010年6月份发布的iPhone 4第一次在智能手机上大面积使用了石墨散热膜，iPhone 4在玻璃背盖、不锈钢中板，L型主板屏蔽罩上都粘贴了大块石墨散热膜。
iPhone 4之所以提高散热要求，源于四代苹果手机的硬件性能较上一代iPhone 3GS大幅提高，元件功耗加大。iPhone 4上苹果使用了当时业界最高清晰度的Retina屏幕，并作为宣传卖点，不锈钢中板上的整面石墨膜就是为了给屏幕散热用的。同时，iPhone 4首次使用了苹果自主研发的A系列处理器A4，这颗芯片主频较iPhone 3GS的提高了200MHz，达到了800MHz，重要的是GPU性能提高了1倍，为高速多媒体应用奠定了基础。但随着而来，芯片和电池功耗负荷加重，iPhone 4在主板和玻璃背盖上也粘贴石墨膜分别给芯片及电池散热。
iPhone 4中框支撑板上覆盖大面积石墨膜（图自i：Fixit）
从小米1开始，性能参数逐渐成为各个手机品牌在发布会上必须强调的内容，处理器主频，核心数目，架构，GPU频率，内存容量、频率，跑分数据等等被反复强调，消费者接受厂家高科技洗礼（xinao）的同时，因性能发烧而起的手机温控大战正式开始。
2011至2015这四年时间，手机散热除了使用常规的铜箔，导热硅脂和导热硅片等热界面材料，石墨散热膜迅速成为普遍应用的高性能导热材料，是这几年智能手机散热方案中不可缺少的关键材料。
石墨散热膜，经苹果挖掘，小米宣扬后快速成为明星散热材料，三星、华为、OPPO、vivo、中兴、联想等一众厂商，相继导入使用。这期间，成长了一批生产高导热石墨材料/石墨膜的国内企业，日本、美国的高导热石墨材料公司也赚得盆满钵满！美国 Graftech：世界上最大的石墨电极生产者，同时也是世界上最大的石墨炭素制品供应商。15年，Graftech的市占率达到30%。日本松下：日本松下元器件公司是日本松下集团旗下企业，1998年起日本松下元器件在北海道千岁工厂开发生产PGS石墨膜，2012年该公司开发出了厚度仅为10μm厚的石墨膜产品。15年，松下PGS石墨膜市占率达到20%。碳元科技：碳元科技主要专注于高导热石墨散热材料的开发、制造与销售，是国内石墨导热膜的龙头企业，拥有三星、华为、OPPO、vivo等品牌企业客户。石墨膜销量从12年的12万平方米，增长到15年的129万平方米，毛利率至今保持在30%的水平，14年碳元科技复合型高导热石墨膜收入达到近4000万元。
中石科技：2010年后，中石进入石墨导热材料领域，成功研发出可压缩合成石墨，随着智能手机大面积使用合成石墨，中石把发展重心转向智能手机和消费电子市场。2013年，中石打入苹果供应链，成为苹果的合成石墨导热材料供应商。随着行业的爆发，中石科技石墨导热材料增长迅猛。
2013年至2014年1-9月， 中石合成石墨材料销量分别为0.96万平方米，18.77万平方米，其他导热材料产量2.72万平方米，导热材料总收入8,549.84万元，占公司营收的56.63%。
中易碳素：嘉兴中易碳素科技有限公司成立于2011年1月，主营业务为高导热材料及其制品的研
发、生产与销售。2015年营业收入1.1亿元。
博昊科技：镇江博昊科技有限公司成立于2013年1月，于2014年实现量产主营业务为合成石墨高
导膜的研发、制造业销售。2013年、2014年及2015年1-11月，博昊科技合成石墨高导膜的销售数量分别为0.53万平方米、10.60万平方米及29.02万平方米。
新纶科技：深圳市新纶科技股份有限公司于2013年末开始投资建设常州电子功能材料产业基地， 主要生产光学胶带、高净化保护膜、高净化胶带、石墨散热膜等产品，其中2015年实现石墨散热膜销量约18万平米。
深圳垒石：深圳垒石热管理技术有限公司成立于2012年11月，主要产品有导热石墨膜、导热硅胶垫、导热硅脂和散热风扇等。
思泉新材：思泉新材料股成立于2006 年6 月，主营业务为电子散热材料开发、生产和销售，主要产品为人工合成石墨膜和人工合成石墨散热片系列产品，思泉新材拥有从原材料生产到模具制造到模切加工全制程工艺流程，具有极强的市场竞争能力。
各厂家相继实现量产后，价格战随之而来，石墨膜的单价也连年下滑。以碳元为例，2012年石墨膜单价为964元/平方，2016年大幅下降到181元/平方，2017年下降为133元/平米，石墨膜走完了“稀缺品”的时代。5G+热管理交流群
5G时代，电子设备呈现整合化、集成化、高频高速等发展趋势，如何在有限的设备空间整合散热技术，保障设备运行和降低产品能耗，是手机、基站、投影仪、笔电、电动汽车等应用5G技术的相关产品的开发难点之一。为此5G产业通搭建“5G+热管理微信交流群平台”，欢迎业界同仁加群交流探讨。部分群友企业信息如下：
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2、散热产品：泰硕电子、思泉新材料、碳元科技、中石伟业、精研科技、广东新创意科技、文轩热能科技、爱美达、东莞同裕热能科技、讯硕科技、中山伟强科技、昆山盈之通、酷卫士特、深圳市晟宝科技、东莞合众导热科技、惠州斯倍硕等
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▌镇压骁龙810：热管暗流涌动
2015年，解决高通骁龙 810 处理器的发热问题被众多国内厂商作为卖点宣传，攻克810的发热成为厂商技术实力的标志之一，就连彼时还存在的乐视手机也不忘蹭810的热度。
小米Note系列，在15年准备借810处理器大干一番，冲击高端，但在810高烧难驯的无奈境况下，小米Note系列发售（gaijin）了8次，无功而返！
彼时，成立不足两年的一加手机，高调的拿出了软硬兼施的“导热凝胶+铜合金屏蔽层+3层石墨”的顶级散热方案，宣称镇压住了810。可经热心网友测试发现，一加对810 CPU做了降频处理，测试中温度达到了49℃。
当年，采用810的厂商，没有一个是能完善解决发热问题的，续航短、发烫、煎蛋器、火龙等评语一度让高通极为难堪。单核功率高达5W，双核温度3秒破百，瞬间重启，此时被众多厂商捧为万金油的石墨膜方案在“火龙”810面前措手无策，转而需求新式的散热产品。
在笔电产品和服务器上面用的热管，开始被智能手机厂商注意并尝试导入散热方案。
当时，已经委身微软的诺基亚，在950XL上大胆启用了形状细长的L形液冷热管，力图把处理器的热量快速传导到金属中框侧边。
微软950XL液冷热管（图自JerryRigEverything）
智能手机用热管的历史也被扒了出来，最早的据说是日本NEC 2013年发布的 Medias X06E女性手机采用了直径0.6mm的热管，号称全球首款水冷热管手机。NEC Medias X06E热管散热原理图（图自ascii）
另外一家日本消费电子巨头——索尼，也被扒出在2014年的旗舰机Xperia Z2上采用了厚度0.6mm的水冷热管，Xperia Z2上的热管延伸到侧边框，把处理器热量传导到边框散热。
索尼Xperia Z2采用热管散热（图自驱动之家）当时，超薄热管的制造直通率不超过30%，成熟产品厚度0.6mm，良率低、厚度问题、导热效率低等制约了国内手机厂商采用热管方案。
2015年，台湾散热厂家攻克了0.4mm超薄热管，但当时主流散热方案还是石墨膜，超薄热管技术难度高，稳定量产难，众多厂家还是放弃了810的热管散热。随后，810处理器逐渐被弃用，热管的应用热度一度下降，但高烧的810也促使业界认识到超薄热管在智能手机散热设计上的开发潜力。
据介绍，当时开发厚度0.4mm至0.6mm的智能手机用热管厂商包括日本古河电工(Furukawa Electric)、藤仓(Fujikura)，台湾的超众(Chaun Choung)、泰硕电子(TaiSol Electronics)、双鸿科技(Auras Technology)、奇鋐科技(Asia Vital Components)、业强科技(Yeh ChiangTechnolog)等，其中的泰硕、双鸿、超众等也逐渐发展为三星手机用超薄热管和均热板的主力供应商。目前，新型蚀刻制程的超薄均热片具有2倍于超薄热管的散热能力，正备受重视。请查阅相关资料：▌4G时代：三星全面复苏热管，石墨膜升级应对
2016 年，全球手机出货量达到14.5 亿部，其中 4G 手机出货量为11.7 亿部，占比达 80%。从2010年12月份到最终完成4G三大标准，全球花费了约6年时间取得商用4G渗透率达到80%的成绩。根据IDC数据，16年苹果iPhone出货量出现了首次整年下滑，三星以21.2%的市场份额排名销量冠军，大幅领先市场份额14.6%排在第二的苹果公司。2016年2月21日，三星在MWC大会上发布了当年的旗舰机Galaxy S7系列，Galaxy S7搭配了热管散热，成为三星系列手机中第一次使用热管散热方案的手机。Galaxy S7通过效率更高的热管，将处理器的热量导至金属中框，增大散热面积，拥有更好的散热能力，在长时间的游戏或高强度使用中，处理器不会因为过热而降频卡机。三星宣称，S7里的热管直径只有0.4毫米，是迄今最细的热管，但是效率非常高，是传统散热方式的50多倍。Galaxy S7上采用直径0.5mm的超薄热管（图自IT之家）从S7开始，三星对热管方案一发不可收拾，S8、S9、Note7、Note8、Note9上都采用超薄热管设计，并逐代增加热管面积，提高导热效率。例如，三星宣称Note9热管的吸热能力比Note8的有3倍的提升，导热性更是提升了3.5倍。Note 9 上采用的超薄热管（图自ifixit）
19年，三星更是在旗舰系列Galaxy S10+，Galaxy S10与Galaxy S10e上升级了热管方案，改用导热效能更高，面积更大，厚度更薄的均热板，并且均热版散热方案延用到了Galaxy S10 5G机型。据台湾散热厂家消息，即将发布的Note 10也采用了最高阶的超薄均热板（VC）技术。19年Galaxy S10系列采用更高阶的均热板方案（图自三星官网）三年多时间，三星证实了超薄热管散热技术在智能手机上的优异导热效能和高可靠性，并完成了对台湾散热厂商的培育，对超薄热管、均热板的技术和供应链资源做到了优先把控。
众多国内手机厂家，由于超薄热管的技术复杂度，国内供应链产品不成熟等原因，上马手机热管项目的寥寥可数。
我们注意到，2018年9月小米在印度发布的Pocophone F1手机，竟然采用了薄型热管设计，同时中框采用压铸合金支撑板+塑胶边框insert molding工艺，在提高导热的同时一定程度上兼顾了较低的外壳成本。Pocophone F1 采用薄型热管设计（图自JerryRigEverything）同属于小米科技，19年开始独立运营的redmi红米，于19年5月底发布的旗下首款旗舰机型K20 Pro上却没有采用热管设计。我们认为，小米在Pocophone F1上应用热管旨在完成技术方案和供应链能力验证，为后续大规模采用做准备。
K20 Pro采用了高通骁龙855平台，为了保证手机的稳定运行，K20 Pro采用了8层石墨立体散热，组成了双面立体散热结构。而自供应链消息，Redmi K20 Pro上的多层高导石墨选用自苹果的日本供应商，宣称较传统单层石墨，散热效率提升了650%。Redmi K20 Pro双面立体散热结构（图自红米）经这几年折腾，智能手机的运行频率越来越快，集成的功能更加丰富，耗电量，发热量几乎直线上升。单层石墨膜已满足不了散热需求，石墨膜向多层复合进化，多层石墨膜的技术宣传往石墨均热片方向靠拢。
类似Redmi K20 Pro散热方案，小米9，小米MIX 3分别采用了8层和6层的复合石墨，MIX 3 5G版还采用了Rogers HeatSORB 相变界面材料，与多层石墨构成混合降温系统。
目前看来，小米科技钟情于石墨散热，并不时引入“高科技”称谓的热界面材料和相变储能材料，取得较好散热效果的同时做为宣传卖点。以上分析了三星和小米，我们再看看发展势头迅猛，正冲击销量冠军排名的华为手机。我们对比了P系列，Mate 系列，华为荣耀系列等近几年的机型，发现华为在投入巨资开发自主处理器并优化软件算法降低能耗的同时，对各种新型散热技术都进行了积极的探索应用，并在机型迭代中强化了散热设计。
对华为来说，很难将其散热设计归类为热管或石墨膜派之一，也不能称其为石墨烯派。
17年3月发布的华为P10，采用了压铸中板+塑胶insert molding 的混合中框方案，而背盖则为铝合金型材CNC。由于能充分利用高导热铝合金背盖的散热能力，整机散热压力较小，P10为兼顾成本考量，中框采用了较低加工量的压铸件而不是一体式CNC成型铝合金。
抛开硬件与系统层面的功耗优化，P10系列的散热材料较为单一，发热大的芯片上涂导热硅脂直接与中框接触，显示屏位置粘贴石墨膜，整体散热方案简单明了，最大的散热功臣是铝合金背盖。P系列的迭代机型，去年3月份发布的P20系列和今年3月份发布的P30系列，外观上的最大区别是新机型采用了更为靓丽的玻璃背盖。但由于玻璃材质有限的导热能力，华为加大了机器内部散热材料的使用量，在玻璃背盖、芯片屏蔽盖、显示屏、摄像头等热源位置大量使用了石墨膜、导热硅脂、铜箔等，配合高导热铝合金中框快速散热。
值得注意的是，与P20同时期推出的Mate RS保时捷定制版，由于电路板面积只有常规手机的一半，发热点非常集中，需要强大的散热能力，Mate RS同时应用了热管和PCM微胶囊相变储能材料强化散热效能。
Mate RS采用热管散热（图自AlertaPhone）
2019年6月6日，中国工信部正式向国内四大运营商发放了5G商用牌照，5G网络和终端设备发展到了商用阶段。
中兴、华为等厂商率先在国内发布了5G智能手机，小米、OPPO、vivo、一加等厂商的5G手机也通过了3C认证，将于近期陆续上市销售。
5G网络已成功在28千兆赫（GHz）波段下达到了1Gbps，是当前第四代4G LTE服务传输速率十几倍。更高的传输速率催化加快了高清视频、高清游戏、实时VR等创新内容在智能手机上的应用，也要求手机处理器、内存等硬件具备更强运行性能，功耗控制和续航能力备受关注，器件发热和散热问题更加突出。5G技术一马当先的华为，在首款发售的5G手机Mate 20 X 5G上放弃了石墨膜+铝合金+铜架构等的传统散热方案，采用了石墨烯+超薄均热板（VC）组成的新型散热系统，VC覆盖整个处理器SoC表面，将热量快速传导至石墨烯膜和高导热铝合金中框，保障手机能够经受长时间的高频运行。我们统计了首批5G智能手机和近期火热的电竞手机的散热设计，发现16年后三星主导应用的手机超薄热管已经革新为超薄液冷均热板（VC），并被众多国内厂商应用到散热方案中。超薄液冷均热板（VC）工艺制程和供应链资源可查阅：
目前超薄热管和超薄VC的生产能力大多掌握在日本、台湾等散热厂家手上，但可喜的是，据介绍大陆的散热产品企业如碳元科技、中石科技、江苏精研科技、爱美达、环明电子、惠州斯倍硕、昆山盈之通、深圳鸿富诚
等都已经布局超薄热管或热板的研发生产。
5G时代，手机终端往更高硬件性能，更快通信速率，更高功能集成化方向发展，功耗和散热将是未来电子设备面临的难题，散热产品和散热方案的革新正推动着电子设备的不断进步。
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1、终端应用：比亚迪、京信通信、广州海格通信集团、华为、中兴通讯、小米科技、联想电脑、格力电器、大疆创新、商米科技、安克创新、拓邦股份、东超科技、宁波长发电器、特斯联科技、东莞鸿绩模具、深圳市佑驾创新等
2、散热产品：泰硕电子、思泉新材料、碳元科技、中石伟业、精研科技、广东新创意科技、文轩热能科技、爱美达、东莞同裕热能科技、讯硕科技、中山伟强科技、昆山盈之通、酷卫士特、深圳市晟宝科技、东莞合众导热科技、惠州斯倍硕等
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