手机散热行业报告：5G散热需求倍增（38页）

行业报告下载 2020年03月18日 06:56 管理员

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。