談一談手機散熱

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最近出了好幾款遊戲手機，在安卓沒有自己的高性能處理器的情況下所謂的「遊戲手機」能吹的就只剩下散熱。看知乎很多關於散熱的討論都對散熱這個問題存有各種誤解，所以想在這裡說明一些基本概念。

首先熱量是從哪裡來的，電腦的處理器拋去計算能力其實就是個電熱片，幾乎全部的能耗都是用來發熱，一部手機除了發射的電磁信號和屏幕發的光，喇叭發的聲音，其餘消耗的電力全都變成了熱能，主要集中在各種處理器上。

散熱有兩種途徑，一種是輻射，一種是傳導。我們假想一個簡單的手機模型，就是實心的銅塊，裡面有一個電熱片在發熱。輻射散熱的能力相對於大氣層裡面直接向空氣導熱的便利性來說是比較差勁的但是由於手機發熱相對比較小，也是個值得考慮的因素。總之無論用哪一種方式，都是表面積越大越好。

而且這裡還有一個最關鍵的概念，那就是一坨物體，它自身的溫度越高，它散熱的速度也就越快。如果沒記錯的話散熱速度大概是溫度的4次方。這就是為什麼你用固定的熱量燒一塊材料，它的溫度不會無限上升，因為越是上升散熱速度越快，直到散熱速度等於加熱速度，溫度就不會繼續上升了。

回到剛才說的手機模型，內部電熱片的溫度和外部表面溫度肯定是不一樣的，有一個溫度差，這個溫度差是散熱系統的一個重要衡量指標，因為剛才說過了，溫度越高散熱越好。所以其實散熱部分的溫度是越高越好的。但是由於你不想讓處理器的溫度增高，又想要散熱器的溫度高，最好的辦法就是縮減上述的溫度差。

綜合以上幾點，在我們假想手機發熱功率恆定的情況下，我們想要外部溫度越高越好，同時外部表面積。但是由於溫度的這個四次方散熱buff，其實設計散熱是很蛋疼的，因為你只要能允許溫度稍微高一點，就能減少很多散熱面積的需求。除此之外也要注意很多網上經常出現的誤區：

• 外殼溫度高不一定是功耗高。同樣功耗下散熱面積越低的手機最高外殼溫度就越高。
• 外殼溫度高不一定soc溫度高，一個散熱面積大，溫差也大的手機，可以做到外殼溫度低而soc溫度高。
• 外殼溫度高不一定是溫差高，有人說iPhone X雙層主板影響散熱，意為雙層主辦影響導熱，溫差大。但是可能事實並不是這樣，外部溫度高可能只是因為散熱面積小而已。實際上外殼溫度低通常是溫差低的表現，因為大家soc的極限溫度容忍程度都是差不多的。
• 從外部感覺裡面熱得很快的手機散熱更好，因為這意味著內外溫差低
• 但是溫差低對於手機來說也不一定是好事情，因為soc可以容忍80度90度，溫差如果做得很好的話外殼溫度太高會燙傷用戶。
• 有時候手機發熱的熱量不是來自內部而是外部。黑色手機，特別是高端的熄屏看起來特別黑的屏幕，吸收紅外輻射的能力超強。這樣的手機在大太陽天關機狀態拿出去，即使放在陰涼下面也會開始吸收環境里的輻射迅速發熱。所以其實從實用角度來說，白色手機，或者黑色手機帶個白色的殼是很不錯的選擇。

電腦上散熱的手段有很多，比如說大的散熱器可以增加散熱面積，增加風扇加速風流（相當於提升散熱器的溫度）熱管/水冷可以降低溫度差，甚至還有相變/半導體製冷設備可以讓散熱器溫度高於被製冷設備的溫度。但是這些手段在手機上幾乎都不管用。

那個什麼黑鯊手機，號稱有什麼液冷。懂DIY電腦的都明白那就是電腦上爛大街的熱管，其實就是導熱的東西，降低溫度差。但是問題是電腦上熱管可以降低處理器和散熱器的溫度差，因為熱管一邊是處理器，另一邊是散熱器。而黑鯊手機上一邊是處理器，另一邊。。。。還是別的處理器。

把兩個發熱相同的部件用導熱材料/設備連接起來是完全不能增強散熱的。當然了黑鯊這旁邊的部件並不會有SOC那麼熱，還是會比SOC涼快，所以不會完全沒用。但是對於這樣的橫嚮導熱，熱管和實心銅片相比優勢十分有限。相比之下一般的的手機都是直接用石磨和銅片，所以黑鯊這個散熱能力真的沒有什麼優勢。

手機歷史上也不是沒有過成功一點的熱管應用，索尼有過一代820的機器就是直接用熱管吧soc和金屬邊框連起來。這麼搞就會有效很多，因為金屬邊框自身的導熱能力也強，相當於是增加了一部分金屬邊框作為散熱面積。還有過一些機器把soc和電池用熱管連起來，這樣對電池的壽命不好但是由於電池的的熱容量和面積，可以提升整體熱容量，也可以提升散熱面積。

其實要散熱我覺得很簡單，這些廠商不做根本就是因為不是真的想做散熱，因為本來845就是為常規手機設計的，你上了強力散熱也不會有什麼提升。但是如果因為散熱外形崩了，銷量反而更差勁。如果外形不崩，散熱還要強，那隻能是成本崩，一樣的不賺錢。這些廠商只是想宣傳散熱，宣傳遊戲。真是散熱能力，散熱只要夠用就行了（比其他旗艦機強一點差不多就夠用了）。

就這樣的散熱片，來一片就可以壓住845完美不降頻，成本不到0.5元。當然對於手機來說除了外觀也得考慮便攜性，這個加上就太厚了。但是要解決也沒什麼難度，來一片鋁製後蓋，表面切一些紋路，直接接觸soc就可以保證任何遊戲的散熱條件。像ipad Pro那樣在鋁合後蓋中間放soc，加上旁邊有電池做熱容緩衝，散熱能力是非常牛b的，不需要任何」遊戲「設計。

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