消费电子朝多功能、轻薄化方向发展，提高散热需求
消费电子在实现智能化的同时逐步向轻薄化、高性能和多功能方向发展。
智能手机轻薄化和便携化的设计要求内部组件散热性和可靠性更好。
电子产品的性能越来越强大，而集成度和组装密度不断提高，导致其工作功耗和发热量的急剧增大。
据统计，电子元器件因热量集中引起的材料失效占总失效率的 65%-80%，热管理技术是电子产品考虑的关键因素。
高性能电子产品发展突出散热需求
在消费电子向超薄化、智能化和多功能化的发展趋势下，集成电路芯片和电子元器件体积不断缩小，其功率密度却快速增加；手机 CPU 频率正迅速提升，同时封装密度也越来越高、机身越来越薄，散热问题已经成为电子设备亟需解决的问题。
智能机性能不断提升，中高端智能手机朝集成化方向发展：（1）更高的频率和性能，四核、八核将成为主流；（2）更大更清晰的屏幕，2K/4K 都将出现在手机屏幕上；（3）柔性屏，可弯曲；（4）更多内置无线设备，如 NFC、低频蓝牙、无线充电等。
这些发展趋势将会大大增加智能手机的发热量，散热将成为整个智能手机行业面临的主要问题之一。
散热问题处理不好将造成智能手机卡顿、运行程序慢、烧坏主板甚至造成爆炸的危险。
OLED屏幕的渗透和无线充电技术的普及也加大了散热的需求和难度。
一方面，手机的快充功率及无线充电的功率逐步提升，功率增加提高了散热的需求。
另一方面 OLED 屏幕渗透率逐步提升，而 OLED 材料由于高温受热易衰退，因此对散热要求越来越高。
同时 5G 智能手机天线数量可达 4G 手机的 5-10 倍，无线充电等技术的创新也同样提高了散热的需求。
智能机功耗变大，智能终端处理高效能应用时将会发出大量热量。
其中功耗主要来源于以下部件：
（1）屏幕显示：其主要耗电部分为背光灯、触控传感器和 GPU。超高像素的计算量增加和高背光需求及 GPU 性能逐年增强加重了这一趋势。
2560x1440 的原始分辨率（577ppi）运行时，高达 10.247W 的功耗比 1280x720 分辨率（289ppi）运行时的功耗高出 87.3%。
（2 ）处理器：处理器是整机绝对的耗电大户，运行于 2.4GHz 的八核心 CPU 满载情况下可达到 3~5W 的功耗并严重发热。
（3）网络与无线连接：数据网络与连接的基础作用在智能手机上的重要性与日俱增，WIFI 和蓝牙设备也增加功耗，这部分在使用时的功耗水平普遍也在 1000~1500mW 左右。
（4）位置服务：这部分的功耗来自于 GPS 芯片的计算工作和加速计陀螺仪等的支持工作，约为 50mW。
（5）数据存取：每 MB 的文件写入需要峰值约 400mW 的功耗，以压缩后码率为 3000kbps 的 1080p视频写入 ROM 来计算，功耗约 120mW，而写入 4K 视频需要的功耗更多。
导热材料广泛应用于消费电子散热，但散热效果减弱
手机散热有主动与被动散热两种，基本思路是降低手机散热的热阻（被动散热）或减少手机的发热量（主动散热）。
主动散热通过降低芯片的功耗减少热量而实现，与电子设备的研发相关。
而被动散热是通过导热材料与器件来达到散热效果。
手机产生热量的部件主要是 CPU 、电池、主板、射频前端等，这些部件所产生的热量会由散热片导入到热容量大的夹层中，然后通过手机外壳和散热孔散出。
正常状态下手机温度为 30-50 度，总体温度不要超过 50 度为佳，超过 50 度时手机的性能会受到影响。
当手机的功耗越强时，CPU 的发热量越大，散热也越困难。手机过热的原因之一是导热不充分，散热不合理，导致热量在手机内部聚集，使某一部分过热。
导热材料主要用于解决电子设备的热管理问题。
试验已经证明，电子元器件温度每升高 2℃，可靠性下降 10%；温度达到 50℃时的寿命只有 25℃时的 1/6。
导热材料主要是应用于系统热界面之间，通过对粗糙不平的结合表面填充，用导热系数远高于空气的热界面材料替代不传热的空气，使通过热界面的热阻变小，提高半导体组件的散热效率，行业又称“热界面材料”。
热量的传递方式主要有三种：热传导，热对流和热辐射。根据热的传递方式，散热系统可以由风扇、散热片（如石墨片、金属散热片等）和导热界面器件组成。
以普通的 CPU 风冷散热器为例，其工作原理是 CPU 散热片通过导热界面器件与 CPU 表面接触，CPU 表面的热量传递给CPU 散热片，散热风扇产生气流将 CPU 散热片表面的热量带走。
目前市场上广泛应用的导热材料有导热胶、导热泥、导热凝胶、导热石墨膜、相变化导热界面材料等。
传统的导热材料主要是金属材料，如铜、铝、银等。
但是金属材料密度大，膨胀系数高，在要求高导热效率的场合尚不能满足使用要求（如银、铜、铝的导热系数分别为 430W/m.K,400W/m.K, 238 W/m.K）。
导热石墨片具有独特的晶粒取向，可沿两个方向均匀导热；其通过将手机发热的中心温度分布到一个大区域以便均匀地散热。
目前智能手机中的散热方案大多采用石墨片散热方案，但随着电子设备散热需求的增加， 单层或双层石墨片的导热不能满足更高的散热需求。
5G 发展提高散热需求，新技术推动散热革新
5G 时代的高速度和低延迟给我们带来更佳的体验感，但是对于电子设备而言功耗会增加，发热量也随着上升。
消费电子的导热和散热能力的强弱成为产品稳定立足的关键技术之一。
另一方面，5G 时代电子设备上集成的功能逐渐增加并且复杂化，以及设备本身的体积逐渐缩小，对电子设备的热管理技术提出了更高的要求。
解决消费电子的散热问题成为 5G时代电子设备的难点和重点之一。
5G 对散热要求急剧增加
1 、5G 来袭射频前端升级，发热量剧增
5G 手机要求更快速的传输速率，MIMO 技术带来天线数量增加。
5G 时代射频前端需要支持的频段数量大幅增加，同时高频段信号处理难度增加导致系统射频器件的性能要求大幅提高，载波聚合及 MIMO 技术等新应用要求各射频器件进行相应的技术更新。
4G 的手机天线主要是 2*2 MIMO，5G 将更多采用 4*4 MIMO 天线方案，从而提高 5G 的传输速度。
但是在高速传输的过程当中极其容易产生热量，需要降低传输过程中的温度。
如何解决传输过程当中的射频前端温度 ，前 降低手机性能的损耗是目前 5G 手机里面的挑战之一。
5G 手机中普通的滤波器对于温度的敏感度高，一旦外部的温度环境发生了变化，会使滤波器的性能出现急剧的下降。
随着频段数量的增加，相比于 4G 手机，5G 手机中射频滤波器件的需求量也相应增加，对于温度的控制与散热的要求也越来越高。
2 、5G 手机功耗及结构变化增加散热需求
功耗增加及手机结构的变化增加 5G 手机散热需求。
（1）5G 手机芯片处理能力有望达到 4G手机的 5 倍,随着 5G 手机功能越来越强大、处理能力越来越强的同时功耗也随之增加，手机发热密度绝对值也将增长，因此 5G 手机将面临着更大的散热压力。
（2）随着 5G 手机天线数量增加以及电磁波穿透能力变弱，手机机身材质逐渐向非金属靠拢，同时 5G 手机越来越轻薄化、紧凑，对于手机的散热设计也越来越具有难度。
手机散热方案对比，热管、均温板方案突出
随着手机硬件的不断升级，其所执行的任务计算处理更加繁杂，CPU 等芯片部件将会面临热量的侵袭。
但手机体积有一定的局限性，处理器系统性能会因为温度升高而有所降低。
因此手机散热问题尤为重要。
5G 和无线充电对信号传输的要求更高，而金属背板对信号屏蔽的缺陷将被放大，预计 5G 手机不再采用金属背板设计，原有的石墨加金属背板散热技术面临重大挑战，预计智能机将更多使用石墨+金属中框方案。
目前市场上手机散热的方案主要有：导热凝胶、石墨片、石墨烯、均温板、热管等。
从各类手机机型的散热方案来看，热管与均温板散热技术逐渐兴起。
2018 年小米发布的黑鲨手机采用热管散热技术，热管直径为 3mm，长度为 60mm，散热面积高达 6000mm²， 对比无热管CPU 散热效率提升 20 倍 ；CPU 核心温度降低 8℃，处理器可以长时间保持高频和稳定输出。
2019年华为发布的新款 5G 手机 Mate 20 X 中散热系采用的是超强导热的均热液冷技术 (Vapor Chamber) 和石墨烯膜组成。
VC 液冷冷板同时覆盖了华为 Mate 20 X 处理器的大核、小核、GPU，处理器的热量通过更短的路径传到 VC 冷板上，并通过相变传热系统将热量扩散到整个机身。
据华为官方表示，石墨烯膜+VC 液冷冷板的组合散热方案的应用使华为 Mate 20 X 的散热能力较上代 Mate 10 提升约 50%，发热集中点的温度较上代下降了 3 度以上。
官方实测显示，游戏一小时后华为 Mate 20 X的正反面温度分别只有 37.4℃、38.1℃，明显低于三星 Note 9 和 iPhone XS Max。
石墨烯、热管/ 均温板散热技术兴起
多层石墨片是当前智能机主流散热方式。
石墨是一种良好的导热材料，导热性超过钢、铁、铅等多种金属材料。
石墨片的工作原理是利用其在在水平方向上具有优异的导热系数的特点（性能好的石墨片导热系数能达到1500－1800W/m·K，而一般的纯铜的导热系数为380W/m·K，高的导热系数有利于热量的扩散），能够迅速降低电子产品工作时发热元件所在位置的温度（热点温度），使得电子产品温度趋于均匀化，这会扩大散热表面积以达到降低整个电子产品的温度，提高电子产品的工作稳定性及使用寿命。
智能手机中使用石墨片的部件有 CPU、电池、无线充电、天线等。
石墨散热是目前手机采用的主流散热方式。
石墨片生产工艺流程中核心环节是碳化和石墨化，在此过程中原料的选择、碳化和石墨化炉的制造、升温速率的选取、碳化和石墨化温度的控制、石墨化中升温和降温的控制方式、参照温度和阈值的拟定以及周期性振荡的调控都影响着高导热石墨原膜的质量乃至制备的成功性。
压延工艺需要高技术水平进行处理以取得高密度的石墨膜并提高其热导系数；贴合需要特定的机器进行处理从而使得涂胶层均匀且厚度尽可能小，从而保证后续产品的质量；模切需要根据客户需求通过精密加工和切割将压延后的高导热石墨膜原膜制备成形状大小不同的高导热石墨膜成品。
石墨烯具有优异的热传导特性，且其导热率为 800~5300 W/mk ，是已知导热系数 较 高的材料，其散热效率远高于目前的商用石墨散热片。
石墨烯是一种由碳原子以 sp2 杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。
石墨烯散热膜很薄且具有柔韧性，综合性能优异，为电子产品的薄型化发展提供了
可能。
其次石墨烯散热膜具有良好的再加工性，可根据用途与 PET 等其他薄膜类材料复合。
此外，这种导热材料有弹性，可裁切冲压成任意形状，并可多次弯折；可将点热源转换为面热源的快速热传导，具有很高的导热性能。
华为 Mate20 系列手机中采用了石墨烯材料。
热管是一种具有极高导热性能的传热元件，它通过在全封闭真空管内的液体的蒸发与凝结来传递热量。
热管技术是将一个充满液体的导热铜管顶点覆盖在手机处理器上，处理器运算产生热量时，热管中的液体就吸收热量气化，这些气体会通过热管到达手机顶端的散热区域降温凝结后再次回到处理器部分，周而复始从而进行有效散热。
在手机行业也可以称之为水冷散热。
目前华为、小米、三星、OPPO 等手机中都有用到热管散热技术。
热管具有灵活度高、使用寿命长等特点，受到市场关注。
均温板（Vapor Chamber ）从原理上类似于热管，但在传导方式上有所区别。
热管为一维线性热传导，而均温板中的热量则是在一个二维的面上传导，因此效率更高。
均温板散热方案在于将多个点的热源之热流在短距离内将其均匀的分布于较大散热面积，随着热源之热通量的不同，均温板之等效热传导系数亦会有所不同。
将 VC 在其他的机器上使用时，可以使板上每颗芯片的温度都是一样的，这样做比较有利于电器的散热。
均温板是一个内壁面具有微结构的封闭真空腔体，当热流由热源传导至蒸发区时，腔体里面的工作流体会因真空条件下，于特定温度开始产生液相汽化的现象，这时工作流体就会吸收热能并且快速蒸发。
对比各类散热技术，热管与均温板优势凸显
随着电子产品越来越轻薄化随着电子产品越来越轻薄化，由于机体内部空间狭窄，其散热能力也就受到一定限制。
在智能手机上主要的发热源包括这五个方面：主要芯片工作、LCD 驱动、电池释放及充电、CCM 驱动芯片、PCB 结构设计导热散热量不均匀。
为了解决这些散热问题，目前市场上的散热技术主要有4种方案，通过对比发现，我们认为热管与均温板的散热技术方案优势明显。
1 、热管与均温板导热系数高于其他方案，导热效率优势突出
热管的导热系数较金属和石墨材料有 10 倍以上提升，而均温板散热效率比热管更高。
从导热率来看，热管与均温板的优势明显。
均温板真空腔底部的液体在吸收芯片热量后，蒸发扩散至真空腔内，将热量传导至散热鳍片上，随后冷凝为液体回到底部。
这种蒸发、冷凝过程在真空腔内快速循环，实现了相当高的散热效率。
热管的热导率范围在5000-10000 W / mK。这是固态铜的 250 倍、固态铝的 500 倍。
但是热管的导热率随着温度的变化而变化。
当 75mm 的热管长度能够达到 10,000 W / mK 的导热率，而 200mm 长导热管导
热率刚好超过 44,000 W / mK。
如荣耀 note10 热管长度约 113mm，贯穿散热面积达到177mm*85mm，经过的金属散热面积 15000 mm²，整体均温效果好。
均温板散热技术方案的性能优于热管散热技术方案的 15-30 ％。
一方面是均温板通常与热源直接接触，从而降低总热阻并改善了性能，而热管需要在热源和热管之间安装一块安装板。
另一方面，均温板在芯片界面实现更好的等温从而减少热点，比热管产品有更高的性能。
2 、热管/ 均温板均温效果好且使用寿命长
均温版的面积较大，能够更好的减少热点，实现芯片下的等温性，同时均温版还更加轻薄，在快速的吸收以及散发热量的同时也更加符合目前手机更加轻薄化、空间利用最大化的发展趋势。
此外均温板传热速度快、启动温度低、均温性能好并且使用寿命长。
热管内腔里面的蒸汽的饱满度可使热管具有等温性。
原理在于主要蒸汽处于饱满的状态下，温度才会处于饱和的状态，因此热管会有等温的特性。
此外手机中的热管不会发生机械或化学降解，使用寿命约 20 年，已超过液冷系统的平均寿命。
均温板、热管散热技术未来朝更轻薄、高效能方向发展
随着智能手机等各类消费电子的轻薄化趋势，电子元器件也越来越轻薄， 研发厚度更薄的热管及均温板，以及能用在高度轻薄的产品上成为均温板及热管未来的演化方向之一。
目前，日本和台湾的多家散热厂商都已经做好了量产 0.6 毫米超薄热管的准备，并计划在此基础上继续缩减 25％，达到 0.45 毫米级别。
热管的主要材质是铜，必须有一定的厚度才能保持形状，但是手机、平板内部空间有限，热管不得不尽可能地做薄，这是一个需要平衡把握的难题也是未来的发展方向。
目前日本和台湾以及国内的公司都已经在布局研发专供智能手机的超薄热管。
PC 上用的热管直径一般在 1-2 毫米，超薄本、平板机的分别为 1-1.2 毫米、0.8 毫米，用于智能手机的则进一步缩小到了 0.6 毫米以内。
未来手机热管的直径还会继续缩至 0.4-0.5 毫米。
开发高效能的热管/ 均温板以广泛运用在高瓦数需求的产品是未来热管/ 均温板演化方向。
随着企业走向数字化，预期会产生越来越多的要求，加上物联网与 5G 及人工智能的发展，对于产品运行瓦数要求也越来越高，也将促进消费电子等电子产品散热往更高规格升级。
5G 手机散热行业市场空间广阔
随着 5G 时代的到来，手机散热需求出现剧增的状态：5G 手机器件的变化与升级带来对散热的需求增长，因此新型的散热方案备受关注。
同时 4G 手机中的散热问题也一直备受关注。
我们预测 2022 年手机散热行业中 4G 手机能够达到 58 亿的市场规模；5G 手机具有 31亿的市场规模，5G 手机 2019-2022 年CAGR 为 为 376.95%。
平板电脑、可穿戴设备等扩大散热行业空间
智能手机、平板电脑和可穿戴设备等消费电子产品的快速增长要求产品性能的不断提高，增加了散热需求。
随着 5G 时代带来的换机潮，预计到 2023 年智能手机出货量将达到 15.4 亿部。
根据 Wind 资讯的统计数据，2012-2018 年平板电脑出货量保持高速增长，虽然近几年略有下滑，但预计未来下降速度会有所缓和。
随着硬件性能和可扩展性的不断提升，已经有部分平板电脑产品具有替代笔记本电脑的能力， 但高性能平板电脑的散热问题仍需进一步解决。
根据 IDC 发布的数据，预计 2022 年可穿戴设备市场可达到 1.9 亿台。
Apple Watch 中具有医疗传感器、无线充电、压力传感器、触觉反馈、蓝宝石和 SIP 封装等技术特点，其中的无线充电、芯片等对散热都提出了更高的要求。
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