如今的电子设备发展越来越趋向于高性能、小型化，对电池的要求越来越高，因此，散热设计在电子设备开发中的重要性持续提升。5G手机功耗相较于4G手机增加了两倍以上，设备的高集成对手机散热材料的需求和处理技术提出了更高的要求，石墨烯薄膜方案渐成主流。


2020年进入了5G时代，使得手机内部的元器件和天线数量大增，密集程度也进一步提升，这就意味着手机的发热源增加了，而手机的尺寸往往较小，散热空间更是有限，如果没有处理好散热，那么5G带来的发热量就会堆积在手机内部。


随着5G手机换机潮和基站建设高峰到来，由于石墨烯具有极高的热导率和热辐射系数，有望迅速扩大在电子设备散热方案中的应用。


华为在其新推出的5G平板电脑MatePadPro5G，搭载了超厚3D石墨烯散热技术，总厚度达到400μm。该技术以石墨烯为原料，采用多层石墨烯堆叠而成的高定向导热膜，具有机械性能好、导热系数高、质量轻、材料薄、柔韧性好等特点。



MatePadPro5G


华为5G产品在石墨烯技术上的应用升级，一定程度上引领了整个散热市场的发展趋势。


不仅如此，华为旗下的投资公司哈勃投资近期还投资了常州富烯科技股份有限公司，持股比例为10%。常州富烯科技股份有限公司是一家拥有自主知识产权，专业从事石墨烯导热膜研发、生产和销售为一体的高科技企业。


小米在其今年推出的新款手机中，也搭载了石墨烯元素。如小米推出的第二部以POCO 品牌命名的POCO F2 Pro 5G手机，其LiquidCool 2.0 散热系统则用上市场上最大面积的 VC 液冷散热板，以及多层石墨和石墨烯，为手机高效能运作时散热。手机内建 4,700mAh 大电池，支持 30W 快充。



小米POCO F2 Pro 5G手机


小米还与深创投领投数千万元人民币，助力广东墨睿科技有限公司进行A轮融资。据了解，墨睿科技从事化学石墨烯导热膜生产和研发，是国内少数一家覆盖从化学法石墨烯制备到高性能导热膜量产的新材料企业。其中，热管理产品研发，供给小米的导热膜是墨睿科技重点突破方向。


英特尔正在开发一种基于热板和石墨芯片的新型散热方案，有望应用于雅典娜笔记本电脑。据消息人士透露，与目前采用热管+风扇的散热方案相比，英特尔联合厂商开发的散热模块采用均热板，并采用石墨芯片固定在屏幕区域的背面。据了解，这种散热方案可将散热能效提升25%-30%。



此外，笔记本的铰链也将重新设计，这样石墨板可以通过铰链传递热量——这个方案听起来很有趣。这很可能是为了让笔记本电脑的屏幕背面（即a面）成为一个新的散热区域，而不是像现在的笔记本那样依靠身体左右和背部的出风口。


新兴手机品牌iQOO在第一款产品上，iQOO就为其搭载了液冷散热系统，并且还采用了石墨烯热膜用于辅助散热，避免手机成为“烫手山芋”。



iQOO手机。


据了解，石墨烯虽然已经出现十多年，但下游应用还在开发中，随着5G手机普及，厂商需要兼顾散热性和轻薄质感，对于散热材料有更高的要求，散热膜成为当前较为明确的应用方向。目前石墨烯散热膜主要包括人工石墨及化学法石墨烯散热膜。


当前主流智能机使用的是人工石墨，原料为聚酰亚胺膜，成本较高。同时，因为聚酰亚胺膜制备的人工石墨厚度只能做到40微米，只能通过粘胶多层叠加的方式提升厚度，如小米9 Pro就使用了5层人工石墨散热。


40微米的人工石墨导热系数能达到1000w/m·K，然而胶水的导热系数只有~1w/m·K，必然致使导热效果下降，此外，多层叠加还会让成本上升。


化学法石墨烯散热膜则直接使用石墨烯浆料制作，无需粘胶，不会受到厚度的限制，导热系数更高，可望达到2000W/m·K，因此薄的化学石墨烯导热膜就能够达到多层叠加的厚的人工石墨的导热效果，应用到手机中能够保证导热性同时，兼顾轻薄，也降低了成本。


资料来源：新浪科技、36kr