“烫手”的5G手机，让这个小行业迎来大机会

本文作者：国君中小市值团队。来源： 国泰君安证券研究（ID:gtjaresearch）。

有没有感觉，现在的手机动辄就会变得烫手？

不是价格太贵的那个“烫手”，而是真实的，字面意义上的烫手。

譬如在微博上搜索“iPhone 11 过热”，就会有铺天盖地的抱怨帖，而作为国货骄傲的华为Mate系列，相关的抱怨也并不少见。

▼看到这个画面就意味着：你真的需要让手机冷静一下

事实上，随着手机性能的不断提升，手机的散热系统只能是在勉力跟随升级换代的步伐。

而到了5G时代，手机的散热需求再度急剧提升，到那时候如果再沿用现有的手机散热系统，用手机煎鸡蛋将指日可待。

不过也不必过分担心，一些人的烦恼，必然会成为另一些人的商机。

国泰君安中小市值团队在最新发布《5G浪潮，红利内迁，散热当热》 报告中，详尽地介绍了手机最新散热技术的原理基础，由此解释了为什么说5G时代开启之际，最先“火”起来的，其实会是这个看起来不起眼的散热产业。

一、烫手的手机

续航和散热，一直是智能设备备受诟病的两大槽点。而这一问题，正在随着5G手机的登场，变得更加迫在眉睫。

▼手机散热重要性

数据来源：松下

举个例子。

一部4G手机芯片功率约在3W上下，但到5G功率最高会来到11.4W。同时，5G手机电源功率会比4G手机多出7-8瓦，5G芯片的计算能力则比现有4G芯片高5倍以上，而无线充电对信号传输的要求更高。

这一切，都对手机的散热能力提出了严峻的考验。

更不用说随着AI技术和AR应用增加，手机运算速度及数据处理能力持续提升，更会让手机发热量提升一个等级。

因此，整机功耗的增加，再加上手机内部空间越来越拥挤，都会让散热成为手机设计的难点及关键。

▼ 多种因素影响使得 5G 手机，散热需求大幅增加

数据来源：IDC，国泰君安证券研究

在4G时代，石墨片由于其出色的导热性，被作为手机电路板散热的不二之选。苹果、OPPO、小米等厂商，都在其智能手机产品中，使用石墨作为散热方案。

▼ 石墨散热下游应用中手机占比 67%

数据来源：中石科技，国泰君安证券研究

然而随着高耗能5G手机的落地，更高级的散热方案也开始逐步登场。

就目前已经发布的5G散热方案来看，单一石墨散热，正在逐渐升级为“石墨+热管”或者“石墨+均热板（VC）”方案。

1、石墨+热管

部分5G手机采用的是“热管+石墨散热”方案解决热问题。

热管散热技术的原理，是用中空设计的铜管，管中装有少量的水或其他化学物质，当手机散热温度超过临界温度时，铜管中的液体气化，蒸汽顺着管壁的毛细结构将热量从主板带走，进行点对点导热。

▼液冷铜管散热结构及原理

数据来源：华为公司，搜狐科技

2、石墨+均热板（VC）

华为Mate 20 X 5G和vivo APEX 2019 则采用的是石墨烯膜+均热板的方式散热。

▼均热板散热结构及原理

数据来源:COFAN 官网，国泰君安证券研究

▼华为 Mate 20 X 5G 采用石墨烯膜+均温板方式

数据来源：华为官网

均热板（VC）原本主要用于高端数据中心服务器散热，管体厚重。不过，经过很长时间的轻薄化改良和优化之后，目前华为Mate20 X上可以做到0.4mm的厚度，对生产工艺的要求非常苛刻。

这种手机上的VC采用半导体加工常用的蚀刻工艺，加工出小于0.1mm壁厚的板材，采用比头发丝还细的铜丝，编制成内部回液毛细结构，经过700℃左右高温烧结，焊接，抽真空，注液，密封等多道工艺，形成蒸汽流动，液体回流的高效两相传热均温板，实现0.4mm厚度VC量产应用。

这种VC应用范围广泛，特别适用于高度空间受到严格限制的环境中，如笔记本电脑，工作站和网路服务器等。

热管/VC散热能力强，技术门槛高，是未来解决手机高功耗的重要方式。

以华为MATE20X为例，其搭载麒麟980芯片，是全球首款台积电7nm制造工艺芯片，集成69亿个晶体管，相较于10nm芯片晶体管数量提升25%、密度提升55%，性能提升20%，能效比提升40%，性能与能效的双重提升，对散热需求大幅增加。

▼ 为解决高功耗带来热问题，Mate 20X 采用“石墨+VC”散热

数据来源：华为官网

为解决散热问题，华为采用“石墨烯膜+VC液冷冷板”散热方案，使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。