手机散热行业报告：5G散热需求倍增（38页）

导热材料主要用于解决电子设备的热管理问题。试验已经证明，电子元器件温度每升高 2℃， 可靠性下降 10%；温度达到 50℃时的寿命只有 25℃时的 1/6。导热材料主要是应用于系统热界面 之间，通过对粗糙不平的结合表面填充，用导热系数远高于空气的热界面材料替代不传热的空气， 使通过热界面的热阻变小，提高半导体组件的散热效率，行业又称“热界面材料”。 热量的传递方式主要有三种：热传导，热对流和热辐射。根据热的传递方式，散热系统可以 由风扇、散热片（如石墨片、金属散热片等）和导热界面器件组成。以普通的 CPU 风冷散热器 为例，其工作原理是 CPU 散热片通过导热界面器件与 CPU 表面接触，CPU 表面的热量传递给 CPU 散热片，散热风扇产生气流将 CPU 散热片表面的热量带走。目前市场上广泛应用的导热材、导热石墨膜、相变化导热界面材料等。 传统的导热材料主要是金属材料，如铜、铝、银等。但是金属材料密度大，膨胀系数高， 在要求高导热效率的场合尚不能满足使用要求（如银、铜、铝的导热系数分别为 430W/m.K,  400W/m.K, 238 W/m.K）。导热石墨片具有独特的晶粒取向，可沿两个方向均匀导热；其通过将 手机发热的中心温度分布到一个大区域以便均匀地散热。目前智能手机中的散热方案大多采用石 墨片散热方案，但随着电子设备散热需求的增加，单层或双层石墨片的导热不能满足更高的散热 需求。

5G 时代的高速度和低延迟给我们带来更佳的体验感，但是对于电子设备而言功耗会增 加，发热量也随着上升。消费电子的导热和散热能力的强弱成为产品稳定立足的关键技术之 一。另一方面，5G 时代电子设备上集成的功能逐渐增加并且复杂化，以及设备本身的体积 逐渐缩小，对电子设备的热管理技术提出了更高的要求。解决消费电子的散热问题成为 5G 时代电子设备的难点和重点之一。 (一) 5G 对散热要求急剧增加 1、5G 来袭射频前端升级，发热量剧增 5G 手机要求更快速的传输速率，MIMO 技术带来天线数量增加。5G 时代射频前端需要 支持的频段数量大幅增加，同时高频段信号处理难度增加导致系统射频器件的性能要求大幅 提高，载波聚合及 MIMO 技术等新应用要求各射频器件进行相应的技术更新。4G 的手机天 线主要是 2*2 MIMO，5G 将更多采用 4*4 MIMO 天线方案，从而提高 5G 的传输速度。但是 在高速传输的过程当中极其容易产生热量，需要降低传输过程中的温度。如何解决传输过程 当中的射频前端温度，降低手机性能的损耗是目前 5G 手机里面的挑战之一。 5G 手机中普通的滤波器对于温度的敏感度高，一旦外部的温度环境发生了变化，会使 滤波器的性能出现急剧的下降。随着频段数量的增加，相比于 4G 手机，5G 手机中射频滤波 器件的需求量也相应增加，对于温度的控制与散热的要求也越来越高。