手机散热，一个永远无法被解决的问题

本文来自微信公众号：爱范儿 （ID：ifanr），作者：王萌，头图来自：视觉中国

散热，已经成为手机的一个重要卖点。

每个手机厂商在发布会上介绍自己产品性能的时候，往往后面就会跟着关于散热技术的介绍。例如刚刚发布的小米大小折叠屏手机MIX Fold 4和MIX Flip都着重讲了自己如何在手机上采用新的技术做到更有效散热，不久前小米发布的MIX Flip所采用的“台阶式立体散热系统”，就是将VC散热板与金属中框连在了一起，相当于变相增加了VC散热板的面积。

那么问题来了，在如今每家手机厂商都如此重视散热技术的情况下，我们的手机遇到高温天气还是会“发烧”？

手机散热为什么这么难？‍

去年年底，曾经有过这样一个讨论。

在Redmi K70发布会上，Redmi品牌总经理卢伟冰提及VC散热板时表示：

VC散热面积越大，越说明这家公司没技术。

话锋直指多个友商，毕竟一加、红魔、真我等一众品牌都是用的是万阶散热。

一加中国区总裁李杰立即发长文回应：

最近有人说“散热面积越大就说明散热技术不行”，这是一种否定行业，不尊重科学和逻辑的反智言语，简直就是牛头不对马嘴的行业笑话。就好像在说房子越大，装修技术就越差一样，两者根本就没有任何关系。

当天夜里，Redmi市场总经理王腾也发长文反驳道：

VC再大也没啥用，只会在VC上堆面积，说明这家公司确实没啥能拿得出手的技术。

那么VC散热板这究竟是不是越大越好？怎样才能真正把手机的温度降下来？这还要从VC散热板的原理说起。

VC（Vapor Chamber）均热板，通常由铜或不锈钢制成，是一个内壁具有细微结构的真空腔体。

VC均热板内部结构

当热量由热源传导至蒸发区时，腔体里的冷却液在低真空度的环境中受热后，开始产生冷却液的气化现象，此时吸收热能并且体积迅速膨胀，冷却介质迅速充满整个腔体，当其接触到一个比较冷的区域时，便会产生凝结的现象。

借由凝结的现象释放出在蒸发时累积的热，凝结后的冷却液会借由微结构的毛细管道再回到蒸发热源处，此运作将在腔体内周而复始进行。

换句话说就是，通过传导、蒸发、对流及冷凝四个步骤，利用液体蒸发吸热、冷凝排热的物理原理循环散热，将手机温度最高的部位温度降到与周边温度相同的温度。

在除了VC散热方案以外，还有一部分手机采用的是热管散热方案。

相比VC散热，管热同样用到了液体蒸发和凝结的过程来实现热量的传导和散发，不过由于形状通常是一条细长的管道，虽然可以呈现出弯曲或盘旋状，但实际使用位置和面积仍然有一定限制，因而在如今的手机上越来越少。

热管散热与VC液冷散热原理对比

手机上VC液冷散热与导热管覆盖区域对比

随着散热技术的发展，很多厂商还会在关键部分加入石墨烯、导热凝胶、铜箔、导热硅脂等材料来达到散热的作用，因而在当前手机散热系统中，VC均热板、散热管往往与石墨烯、铜箔等散热材料以组合的形式出现。

手机中的多层散热结构

各家厂商的散热系统虽然结构、形态有些差别，但无一例外都是利用材料的物理特性降温，之所以能够奏效，主要原因在于手机发热的部位往往集中在处理器、摄像模组、充电IC等局部区域，而其他部分则相对温度较低，这其中温差是热传递的主要驱动力。

所以毫无疑问，虽然散热技术各有不同，但VC均热板的面积直接决定手机散热区域的大小，均热板面积越大，意味着让热量在更大范围内均匀分布，减少局部热点的出现，这对于高性能处理器在高负载情况下的散热尤为重要。

但如今夏季极端炎热天气越来越多，当户外温度接近甚至超过手机核心温度，手机内外温差减小，手机的散热效率显然会降低不少，进而让手机内部温度不断升高，这也就是为什么在炎热的夏季，我们往往会感受到手机温度上升的速度甚至会比人体更快的原因。

图片来自国家气候中心

为了解决散热“各显其能”

既然在高温环境中，VC 散热降温难以产生应有的效果，那么还有没有别的办法？答案是肯定的，除了被动散热技术，一些手机还加入了主动散热方案。例如红魔最近推出的 9S Pro+ 就采用内置风扇的方式，将风冷与液冷结合，这也成为了红魔手机的标志性设计之一。

红魔手机上的散热风扇

此外，还有很多外部散热部件，也能有效为手机降温，例如散热背夹。它通常由制冷片、风扇等部件组成，利用半导体制冷，也就是当直流电通过两种不同半导体材料串联成的电偶时，在电偶的两端即可分别吸收热量和放出热量，可精确地控制温度并实现制冷的目的。

散热背夹将空气中的水蒸气液化成水珠的现象

值得一提的是，以往被认为不太注重散热的苹果在今年推出的 iPad pro M4 版上也着重介绍了散热能力，除了在内壳加入散热导热石墨片以外，还在 logo 加入铜材质，官方宣称整体散热性能相比前一代提升了 20%。

刮掉表面涂层后可以看到苹果 logo 中的铜材料

从国外专注于手机维修的网站 Phone Repair Guru 拆解 iPad Pro 13 英寸的视频中我们可以看到，苹果图标正下方紧挨着的就是苹果 M4 芯片，让苹果的图标直接成为了芯片的散热器，多了一层实用价值。

撕下主板散热贴纸后

这样的设计毫无疑问也让它适合外接散热夹等主动散热工具，可以算作是一个“隐藏惊喜”，大胆猜想一下或许随后发布的 iPhone 16 系列也会有类似设计。

当然也有人会认为，虽然散热背夹性能不错，但终究要在手机背后出现一个“挂件”，这在游戏电竞场景中或许影响不大，但在日常使用时就显得不太方便。

因此，很多手机厂商有针对性地推出了轻薄的散热配件，例如爱范儿曾测试过的“冰肤散热保护壳”。它的原理类似发热时放在额头上的湿毛巾，主要通过内部的 Glacier Mat 材料，吸收空气中的水分，并通过水分蒸发带走手机的热量。

爱范儿曾测试过的“冰肤散热保护壳”

华为也曾推出一款带有驱动泵的“微泵液冷手机壳”，这款通过利用PCM相变材料在手机发热时吸热并固态转液态，温度下降时释放热量固化，通过无线反向充电驱动的两个泵，将热量快速转移至冷端，实现高效散热，相当于给手机额外增加了一个液冷散热系统。

散热，一个随性能“水涨船高”的问题

显然，手机厂商们为了散热可谓“各显其能”，但实际上仍然无法彻底解决手机的散热问题。其中的根源在于手机越来越高性能的处理器、越来越注重轻薄的形态与越来越紧凑的设计。

当处理器执行任务时，会进行大量的计算和数据处理。这个过程需要进行频繁的电信号转换和传递，而这些转换和传递过程会导致电流通过处理器内部的晶体管和电路。这种电流的流动会引起电阻的存在，而电阻则会将电能转化为热能，从而产生热量。

移动设备需要处理的数据量越来越大，意味着更强的性能，也意味着更高的发热量。而手机的轻薄设计和紧凑结构进一步压缩了手机的散热空间，使得热量更容易在内部积累，导致整体温度升高。

这就不得不提到著名的“火龙”——骁龙 888 处理器。由于不太成熟的三星 5nm 工艺制程，加上漏电严重导致的功耗问题，使其发热问题严重。

有网友称，自己搭载骁龙 888 处理器的小米 11 在使用后不久，就出现了连不上 Wi-Fi 的问题。送去维修拆机后发现，问题源自骁龙 888 处理器在反复高热-冷却的循环过程中，直接把 SoC 上的胶封给烧虚焊了。

除了硬件的问题以外，在如今软件不断变得更全能的同时，也在占用更多处理器性能，增加手机的“热度”。正如安迪-比尔定理指出：

硬件提升的性能很快会被软件消耗掉。

手机 SoC 性能不断提升，软件也在加快“榨干”硬件的性能，尽可能地发挥出硬件的性能极限，这种将效率拉满的做法是手机发热难以解决的根本。

从这个角度而言，散热问题实际上会一直随着性能的提升而持续存在，成为一个在未来仍会被“持续解决”的问题。