“燙手”的5G手機，讓這個小行業迎來大機會

本文作者：國君中小市值團隊。來源： 國泰君安證券研究（ID:gtjaresearch）。

有沒有感覺，現在的手機動輒就會變得燙手？

不是價格太貴的那個“燙手”，而是真實的，字面意義上的燙手。

譬如在微博上搜索“iPhone 11 過熱”，就會有鋪天蓋地的抱怨帖，而作為國貨驕傲的華為Mate系列，相關的抱怨也并不少見。

▼看到這個畫面就意味著：你真的需要讓手機冷靜一下

事實上，隨著手機性能的不斷提升，手機的散熱系統只能是在勉力跟隨升級換代的步伐。

而到了5G時代，手機的散熱需求再度急劇提升，到那時候如果再沿用現有的手機散熱系統，用手機煎雞蛋將指日可待。

不過也不必過分擔心，一些人的煩惱，必然會成為另一些人的商機。

國泰君安中小市值團隊在最新發布《5G浪潮，紅利內遷，散熱當熱》 報告中，詳盡地介紹了手機最新散熱技術的原理基礎，由此解釋了為什么說5G時代開啟之際，最先“火”起來的，其實會是這個看起來不起眼的散熱產業。

一、燙手的手機

續航和散熱，一直是智能設備備受詬病的兩大槽點。而這一問題，正在隨著5G手機的登場，變得更加迫在眉睫。

▼手機散熱重要性

數據來源：松下

舉個例子。

一部4G手機芯片功率約在3W上下，但到5G功率最高會來到11.4W。同時，5G手機電源功率會比4G手機多出7-8瓦，5G芯片的計算能力則比現有4G芯片高5倍以上，而無線充電對信號傳輸的要求更高。

這一切，都對手機的散熱能力提出了嚴峻的考驗。

更不用說隨著AI技術和AR應用增加，手機運算速度及數據處理能力持續提升，更會讓手機發熱量提升一個等級。

因此，整機功耗的增加，再加上手機內部空間越來越擁擠，都會讓散熱成為手機設計的難點及關鍵。

▼ 多種因素影響使得 5G 手機，散熱需求大幅增加

數據來源：IDC，國泰君安證券研究

在4G時代，石墨片由于其出色的導熱性，被作為手機電路板散熱的不二之選。蘋果、OPPO、小米等廠商，都在其智能手機產品中，使用石墨作為散熱方案。

▼ 石墨散熱下游應用中手機占比 67%

數據來源：中石科技，國泰君安證券研究

然而隨著高耗能5G手機的落地，更高級的散熱方案也開始逐步登場。

就目前已經發布的5G散熱方案來看，單一石墨散熱，正在逐漸升級為“石墨+熱管”或者“石墨+均熱板（VC）”方案。

1、石墨+熱管

部分5G手機采用的是“熱管+石墨散熱”方案解決熱問題。

熱管散熱技術的原理，是用中空設計的銅管，管中裝有少量的水或其他化學物質，當手機散熱溫度超過臨界溫度時，銅管中的液體氣化，蒸汽順著管壁的毛細結構將熱量從主板帶走，進行點對點導熱。

▼液冷銅管散熱結構及原理

數據來源：華為公司，搜狐科技

2、石墨+均熱板（VC）

華為Mate 20 X 5G和vivo APEX 2019 則采用的是石墨烯膜+均熱板的方式散熱。

▼均熱板散熱結構及原理

數據來源:COFAN 官網，國泰君安證券研究

▼華為 Mate 20 X 5G 采用石墨烯膜+均溫板方式

數據來源：華為官網

均熱板（VC）原本主要用于高端數據中心服務器散熱，管體厚重。不過，經過很長時間的輕薄化改良和優化之后，目前華為Mate20 X上可以做到0.4mm的厚度，對生產工藝的要求非常苛刻。

這種手機上的VC采用半導體加工常用的蝕刻工藝，加工出小于0.1mm壁厚的板材，采用比頭發絲還細的銅絲，編制成內部回液毛細結構，經過700℃左右高溫燒結，焊接，抽真空，注液，密封等多道工藝，形成蒸汽流動，液體回流的高效兩相傳熱均溫板，實現0.4mm厚度VC量產應用。

這種VC應用范圍廣泛，特別適用于高度空間受到嚴格限制的環境中，如筆記本電腦，工作站和網路服務器等。

熱管/VC散熱能力強，技術門檻高，是未來解決手機高功耗的重要方式。

以華為MATE20X為例，其搭載麒麟980芯片，是全球首款臺積電7nm制造工藝芯片，集成69億個晶體管，相較于10nm芯片晶體管數量提升25%、密度提升55%，性能提升20%，能效比提升40%，性能與能效的雙重提升，對散熱需求大幅增加。

▼ 為解決高功耗帶來熱問題，Mate 20X 采用“石墨+VC”散熱

數據來源：華為官網

為解決散熱問題，華為采用“石墨烯膜+VC液冷冷板”散熱方案，使Mate 20 X的散熱能力較上代Mate 10提升約50%，發熱集中點的溫度較上代下降了3度以上。