隨著雷蛇、黑鯊、紅魔的入場(chǎng)，游戲手機(jī)市場(chǎng)逐漸熱鬧起來。而對(duì)于游戲手機(jī)來說，如何保證手機(jī)在使用過程中機(jī)身溫度“維穩(wěn)”不降頻是需要攻克的難題。而黑鯊給出的答案是——液冷。 黑鯊的液冷散熱設(shè)計(jì)靈感來自衛(wèi)星散熱。太空中衛(wèi)星的向陽面溫度非常高，但背陰面溫度極低，因此需要在其內(nèi)部建立一套導(dǎo)熱系統(tǒng)來使衛(wèi)星表面的溫度均勻分布，我們可以簡(jiǎn)化看作衛(wèi)星外罩內(nèi)壁附有儲(chǔ)滿水的盤管環(huán)繞著衛(wèi)星，它的作用就是把衛(wèi)星向陽面的熱量運(yùn)送到背光的一面，從而達(dá)到散熱的效果，除此之外在火箭發(fā)動(dòng)機(jī)、國(guó)內(nèi)的壓水堆核電站都有使用類似的散熱技術(shù)。 市面上將液冷運(yùn)用于手機(jī)散熱的案例早已有之，像三星S、Note系列，華為的Mate RS保時(shí)捷等 都有液冷設(shè)計(jì)， 只不過，黑鯊游戲手機(jī)是首個(gè)在手機(jī)上使用 多級(jí)直觸一體式液冷系統(tǒng)的產(chǎn)品。 黑鯊游戲手機(jī)整個(gè)液冷系統(tǒng)由三部分構(gòu)成： 第一部分為 簡(jiǎn)潔高效的熱能萃取架構(gòu)，熱源(如CPU)產(chǎn)生的熱量通過高導(dǎo)熱率材料直接與熱管接觸，將熱管內(nèi)的液態(tài)傳熱介質(zhì)氣化，氣化后的傳熱介質(zhì)被氣體壓力推送到遠(yuǎn)離熱源的冷端，并在冷端液化釋放熱能，然后液體再通過毛細(xì)通道結(jié)構(gòu)體回流至熱源端，形成散熱回路，氣液循環(huán)如此往復(fù)。另外要特別提到的是根據(jù)能量守恒定律，液態(tài)到氣態(tài)的轉(zhuǎn)化過程也是要做功消耗能量的。假設(shè)發(fā)熱體產(chǎn)生了10W的熱量，通過液冷管導(dǎo)出來可能就變成7W了，剩余的部分就被傳熱介質(zhì)氣液轉(zhuǎn)換過程做功消耗掉了，這也是黑鯊手機(jī)選擇液冷作為散熱方案的主要原因。 第二部分為 一體式熱能均布架構(gòu)，將熱管在銅質(zhì)導(dǎo)熱基板內(nèi)U型包裹并通過金屬熔融焊接技術(shù)與之成為一體，這樣就可有效避免熱管與外界因接觸熱阻太大，冷端的熱散不出去而導(dǎo)致熱管失效的情況， 與導(dǎo)熱板一體式的形態(tài)使得萃取至熱管冷端的熱能迅速均勻擴(kuò)散至銅質(zhì)導(dǎo)熱基板的外表面的能力得以大幅度提升; 第三部分為 三維散熱架構(gòu)，均布至導(dǎo)熱基板表面的熱，通過貼合在其表面與殼體結(jié)構(gòu)件之間的納米復(fù)合多層石墨片，將熱量由基板表面沿石墨片的X、Y向大平面擴(kuò)散，然后傳導(dǎo)至殼體結(jié)構(gòu)件，利用整機(jī)高達(dá)6000 mm2 的結(jié)構(gòu)件3D面來對(duì)外散熱。 如下為三星S/Note 系列 、Huawei Mate RS 、黑鯊 這三款手機(jī)CPU上方液冷系統(tǒng)的傳熱疊層圖： 基于以上圖示，我們提取了對(duì)CPU散熱至關(guān)重要的3組數(shù)據(jù)，對(duì)比情況如下： 由上圖及表格分析數(shù)據(jù)，我們發(fā)現(xiàn)三星S/Note 系列 和 華為Mate RS 保時(shí)捷 手機(jī)CPU的熱量需要穿過5層傳熱結(jié)構(gòu)才能傳導(dǎo)到熱管，這樣的設(shè)計(jì)就存在很大的缺陷， CPU的熱量在傳導(dǎo)到熱管的過程中，多達(dá)5層的傳熱疊層會(huì)因?yàn)榻M裝、接觸間隙、材料熱阻、接觸界面熱阻、熱量流失等原因，導(dǎo)致到達(dá)液冷管的熱量無法使液態(tài)傳熱介質(zhì)達(dá)到氣化點(diǎn)，液冷管的作用就發(fā)揮不出來。而且其熱管外側(cè)的傳熱疊層的熱傳導(dǎo)效率只有黑鯊的0.2%~0.4%，嚴(yán)重削弱了熱管上的熱量在整機(jī)內(nèi)的擴(kuò)散效率。 黑鯊首創(chuàng)的多級(jí)直觸一體式液冷系統(tǒng)，創(chuàng)造性的將液冷管設(shè)計(jì)到了屏蔽件內(nèi)部，將屏蔽件與導(dǎo)熱基板合一，使得液冷管與CPU等發(fā)熱源直接接觸，熱傳導(dǎo)效率高達(dá)8000以上，所以液冷管里的傳熱介質(zhì)能迅速到達(dá)氣化點(diǎn)產(chǎn)生做功動(dòng)作，帶走熱源處的熱量。其它手機(jī)廠家沒有做到這一步，是因?yàn)樗麄円庾R(shí)到與電腦CPU等模塊不同的是手機(jī)產(chǎn)品的CPU和PA等主要發(fā)熱模塊都含有射頻功能，對(duì)外輻射和干擾比較大，必須放到屏蔽件內(nèi)密封屏蔽，對(duì)他們來說集成熱管和密封屏蔽沒法二者兼得。但黑鯊科技針對(duì)這個(gè)能給消費(fèi)者帶來舒適體驗(yàn)的散熱場(chǎng)景持續(xù)進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，通過多達(dá)上百次的驗(yàn)證和方案優(yōu)化，終于設(shè)計(jì)出了這種適用于手機(jī)CPU和PA等自帶強(qiáng)干擾源大熱源 的液冷系統(tǒng)。 如CPU上方液冷系統(tǒng)的傳熱疊層圖所示，黑鯊手機(jī)CPU上方的傳熱疊層 簡(jiǎn)潔可靠，接觸界面熱傳導(dǎo)效率極高;再加上黑鯊手機(jī)的液冷系統(tǒng)在布局設(shè)計(jì)時(shí)就覆蓋了全部的高發(fā)熱模塊，因此其散熱效果遠(yuǎn)超傳統(tǒng)手機(jī)。 值得一提的是，黑鯊游戲手機(jī)液冷系統(tǒng)的導(dǎo)熱基板采用的是高導(dǎo)熱銅合金，熱管使用的是純銅，經(jīng)過毛細(xì)結(jié)構(gòu)編制、注液、抽真空、激光燒結(jié)，擠壓成型、釬焊 等多工序打造而成，表面均進(jìn)行堿洗、拋光、抗氧化的處理，可防止長(zhǎng)時(shí)間使用導(dǎo)致的氧化現(xiàn)象，使得壽命更長(zhǎng);導(dǎo)熱基板對(duì)熱管的U形包裹設(shè)計(jì)和一體式金屬熔融焊接方案，在大幅提升熱傳導(dǎo)效率的同時(shí)，還能有效避免物料運(yùn)轉(zhuǎn)和組裝過程中的損壞問題。同時(shí)，因?yàn)楹邗徲螒蚴謾C(jī)多級(jí)直觸一體式液冷系統(tǒng)的核心部件 ------ 熱管和導(dǎo)熱基板組件直接與主板扣合，還可以有效防止手機(jī)長(zhǎng)時(shí)間使用和跌落后機(jī)殼變形導(dǎo)致的散熱能力下降問題。 經(jīng)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)，與無熱管相比，黑鯊游戲手機(jī)的多級(jí)直觸一體式液冷系統(tǒng)CPU散熱效率能夠提升20倍，CPU最大頻率下運(yùn)行時(shí)間提升70%，CPU核心溫度降低8℃，配合液冷系統(tǒng)的PCB板采用Low DK 工藝的板材，實(shí)現(xiàn)PCB板電路超低阻抗，板級(jí)的有線效率提升1.5dB，有利于降低板級(jí)的運(yùn)行溫度，使得CPU核心最大頻率運(yùn)行表現(xiàn)更加穩(wěn)定持久，用戶在游戲過程中體驗(yàn)高性能的同時(shí)也能享受到舒適的握感溫度。 而與同樣采用了熱管方案的三星S9+相比，黑鯊游戲手機(jī)的多級(jí)直觸一體式液冷系統(tǒng)表現(xiàn)如何呢?為了更好地對(duì)比散熱性能，我們采用手機(jī)的心臟——CPU的溫度作為對(duì)比點(diǎn)： 從溫升曲線形狀看，黑鯊手機(jī)和S9+是一致的，同為高通驍龍845平臺(tái)，這點(diǎn)是符合預(yù)期的。不過，更讓人驚喜的是，黑鯊手機(jī)的整體溫升曲線比三星S9+要低，把整個(gè)過程的溫升值做個(gè)平均，黑鯊竟然比S9+溫度低了6.87度，第一次使用液冷技術(shù)的黑鯊游戲手機(jī)就超過了三星這位水冷老師傅，看來黑鯊確實(shí)在溫升控制上下足了功夫。 目前，黑鯊游戲手機(jī)已經(jīng)正式進(jìn)入市場(chǎng)，憑借著多級(jí)直觸一體式液冷系統(tǒng)的散熱黑科技，黑鯊手機(jī)是否能立住“生為競(jìng)技”的品牌認(rèn)知，讓我們拭目以待。