2019 5G元年，包括三星、华为、vivo、iQOO等品牌5G智能手机，纷纷导入两相导热-热管和均热板（VC）作为核心的均热部件，助力5G手机快速散热。

各家的宣传表示，液冷VC的散热效果是热管的3倍左右。热管的等效导热系数是纯铜膜的10倍，均热板VC的等效导热系数是热管的2~3倍。

图：各品牌5G手机两相散热产品采用情况

产业链消息称，今年下半年高端5G手机基本上都会导入VC散热，下面我们将从热管与VC的区别，手机的自然散热极限等方面做比对分析，帮助大家更好的理解5G手机的散热需求。

▌热管与VC的工艺区别

目前手机用超薄热管的制程工艺跟普通热管差别不大，但毛细结构的铜粉烧结已替换为烧结铜制网，以适应0.4mm以下的压扁厚度。

超薄VC采用蚀刻+钎焊或扩散焊制程，批量应用的薄度为0.4mm，0.35mm，0.30mm的产品已进入验证或小批试产阶段。

制程上的差别也导致了热管与VC往更薄度方向做的潜力，业界认为，D8薄管往0.35mm，0.30mm厚度从来料到制程方面都是较大挑战。

▌热管与VC的应用区别

在5G智能手机上，热管及VC一般是经由热界面材料TIM贴合，其冷端与手机热源（AP）接触，热端与机身合金材料接触，藉由相变填充工质的快速蒸发冷凝过程，把热量快速扩散到机体合金框架，经由自然空气对流和辐射散热。当前，超薄VC解热可以做到12~15w，而超薄管为5~6w。

但值得注意的是，现在大面积的热管、均温板无非就是把外壳温度做得再均匀点，当整机超过自然散热极限，均温技术将无法应对手机散热，需要用到新的散热技术。

超薄热管的外形为一维平面，有效长度受到厚度和手机内部结构的限制。目前，业界批量应用的最长超薄管是努比亚红魔3S的D5管，压扁0.35mm，长度87mm。

VC相对热管的一大优势是外形限制小，可以参照手机硬件布局，灵活贴合设计，冷端接触面可以做很大，全部覆盖热源芯片。整体宽度及长度也可以做大，异形，段差结构也没问题。

三星Note 10 5G 异形段差VC（图自：iFixit）

▌手机自然散热面临极限挑战

当下，业界未广泛将主动散热技术导入4G/5G手机，手机散热还是以空气自然对流及辐射散热为主。下面我们选取一款主流的大屏智能手机，外形尺寸158mm×77.2mm×8.3mm，进行自然散热分析。

手机自然散热计算依据

自动计算软件界面

手机自然散热分析软件，能够根据设定的分析参数，自动计算设备的发热量。根据密封壳体自然散热理论计算公式来看，该大屏智能手机散热极限功率在5.6W左右，超过此极限散热功率，手机外壳温度无法保证在45℃以下@环温25 ℃。因此采用常规的自然冷却技术，建议手机热功耗不要超过5.6W

根据仿真分析，当前手机尺寸，采用热管或均温板等均温技术，最大散热量约在6.4W，超过此热功耗，手机外壳温度低于45 ℃无法保证。

综上所述，当前手机尺寸（158*77.2*8.3mm）,采用自然散热（无通风孔），热设计功耗须在7W以下，才能满足壳温度低于45℃的要求。据业界消息，5G手机的峰值功耗达到10~12W，这对热设计工程师如何控制结温和壳温，提出极大挑战。

当运行功率超过自然散热极限，手机会根据软件调控，自动降低计算性能，但这样多少会影响到用户体验。因此，引入新的散热材料，主动散热技术或趋势优化功耗控制才有望打破手机温升的困境。