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5G带动下的散热行业新增量

5G带动下的散热行业新增量

  • 分类:投资研究
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  • 来源:
  • 发布时间:2020-09-07
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5G带动下的散热行业新增量

【概要描述】

  • 分类:投资研究
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5G带动下的散热行业新增量

 

 

散热的好坏直接影响到电子设备工作的稳定性,因此散热材料和器件是电子设备中不可缺少的。热失效是电子设备主要的失效方式,在设备高性能、小型化发展趋势下,电子设备单位体积产生的热量持续上升,散热设计在电子设备中重要性越来越大。

 

 

电子元件的故障发生率随着工作温度的提高呈指数增长,温度每升高10℃,系统可靠性降低50%。热失效是电子设备失效的最主要原因,电子设备失效有55%是因为温度过高引起的。电子设备在运行过程中会不断产生热量堆积在体内,因此在电子设备内部在元器件外部施加散热手段,使设备保持在合适温度非常重要。

 

 

随着集成电路工艺、集成度、工作速度提升,电子设备朝小型化发展、元件密度增大、电源续航能力提高,电子设备系统功耗增加,单位体积产生的热量持续上升。以智能手机为例,其处理器功耗不断增加,而机身厚度的不断压缩,电子设备面临的散热挑战不断加大,散热设计重要性持续提升。

 

 

热量一般通过三种方式进行传递:热传导、热传递以及热辐射。手机等电子设备受制于体积限制,只能采用热传导的方式。导热界面材料和石墨片是常用的散热方式。

由于机械加工的精度限制,刚性接触间会存在凹凸不平的空隙,由于空气导热系数低,这些空隙间的热传递效率很低。在空隙间填满高导热柔性材料,即导热界面材料,将元器件的热量传递到表面更大的刚性面中,是有效的导热方法。导热石墨片,其在平面方向上具有高导热系数,一般在1000W/Mk,可在很小的占有空间下消除局部发热热点,扩大散热表面积以降低整体温度,一般浮在结构件表面作为均热片使用。石墨片在消费电子终端产品中应用广泛,主要用于手机、平板、笔电和超薄电视中。

在5G更高功耗的背景下,传统的界面材料和石墨片已经不能满足需求,新的热管和均热板的应用提上了日程。

 

 

热管和均热板都是真空腔,内部填充相变材料,腔体的相变材料从液体变为气体吸收热量,当气体触及到温度较低的区域时,凝结为液体释放热量,液体通过腔体内的毛细结构再回流到发热区域,循环往复,将发热部位产生的热量带走散发掉。

在5G手机功耗翻倍的背景下,热管/VC凭借其高导热系数,开始向智能手机领域渗透,三星、华为、小米、VIVO等手机厂商已发布的5G手机均已开始采用“石墨+VC/热管”散热方案。

 

 

 

5G单机散热价值量的提升在于两方面。一方面,VC/热管本身相比石墨片价值量更高,且从笔记本等相对较大的空间向较小的手机空间应用;第二个方面,相比4G手机,5G手机中使用的石墨片层数会更多。根据产业的相关调研,5G手机散热部件的单价价值量约有3-4倍左右的提升。

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