手機(jī)一直“上火”，醫(yī)生開了四副藥

赤日炎炎似火燒，野田禾稻半枯焦。手機(jī)芯片如湯煮，散熱模組把扇搖。

回到 2015 年，如果你買了臺搭載驍龍 810 芯片的手機(jī)，一定忘不了這樣的體驗(yàn)：夏天在戶外隨便拍幾分鐘視頻，屏幕突然彈出一行字：“相機(jī)溫度過高，已自動(dòng)關(guān)閉”。

這是當(dāng)年幾乎所有旗艦機(jī)的通病：功耗壓不住，散熱跟不上，劃屏秒溫?zé)幔镁脮l(fā)燙，到了寒冷冬日還能化身暖手小太陽。

十年后的今天，旗艦手機(jī)芯片的峰值功耗已經(jīng)突破了 15W。然而諸如過熱保護(hù)、斷電重啟的尷尬問題似乎不再常見。在此期間，手機(jī)散熱系統(tǒng)經(jīng)歷了從平面到立體、從被動(dòng)到主動(dòng)的進(jìn)化 —— 可以說，人們不惜在材料學(xué)和工程學(xué)上狂點(diǎn)科技樹，終于讓手機(jī)涼快了點(diǎn)。

散熱系統(tǒng)為何突然成為手機(jī)廠商的必爭之地？這要從手機(jī)散熱的四次技術(shù)迭代說起。

01. 石墨時(shí)代，散熱的“石器時(shí)代”

說起來你可能不信，最先在手機(jī)上大規(guī)模鋪開散熱的廠商，是如今被吐槽最不重視散熱的蘋果。

2010 年 6 月發(fā)布的 iPhone 4 是首款大面積使用石墨散熱膜的手機(jī)。蘋果在其玻璃背蓋、不銹鋼中板、L 型主板屏蔽罩上都粘貼了大塊石墨散熱膜。

石墨散熱膜的原理并不復(fù)雜。石墨材料在水平方向上的導(dǎo)熱能力極高，最高可達(dá)銅的 10 倍。將一片石墨貼在芯片上方，芯片產(chǎn)生的熱量會被迅速攤開到更大的面積上，雖然大部分熱量還在手機(jī)內(nèi)部，不會第一時(shí)間排出，但至少不會在芯片上燒開水。

如果你用過那時(shí)候的中高端手機(jī)，那種整機(jī)摸上去都溫乎乎的觸感就是拜石墨的均熱屬性所賜。

在 iPhone 4 之后，絕大多數(shù)智能手機(jī)都開始采用石墨散熱方案。這個(gè)時(shí)間點(diǎn)很有意思 —— 智能手機(jī)剛剛進(jìn)入性能競賽的初期，芯片功耗還不算夸張，但廠商已經(jīng)意識到：如果還像以前一樣等著熱量自己發(fā)散到空氣中，早晚要出大問題。

散熱性能之外，石墨輕、薄、成本可控，到今天依然是手機(jī)內(nèi)部不可或缺的基礎(chǔ)散熱材料。現(xiàn)在拆開一部手機(jī)，它的后蓋、屏幕背面和屏蔽罩表面依然覆蓋著大面積的石墨散熱膜，這就是“老資歷”的超絕可靠性。

02. 金屬熱管，堵不如疏

時(shí)間到了 2013 年，隨著手機(jī)四核處理器 SOC 開始普及，單純的石墨散熱開始不夠用了。

石墨只能把熱量分散均勻，卻沒法把熱量傳得更遠(yuǎn)，意味其解熱能力有限。當(dāng)芯片功耗開始一路走高，最后的結(jié)果就是攤不開的熱量憋在芯片上，要么觸發(fā)過熱保護(hù)關(guān)機(jī)重啟一條龍，要么頂著溫度墻，App 變成 PPT，一根筋變成兩頭堵了。

所以，光攤煎餅沒用，得把熱量打包送出去才行。

熱管就是這個(gè)思路的產(chǎn)物。熱管散熱器由密封管、吸液芯和蒸汽通道組成，吸液芯環(huán)繞在密封管的管壁上，浸有能揮發(fā)的飽和液體（蒸餾水、氨、甲醇或丙酮）。

芯片發(fā)熱時(shí)，靠近芯片那頭的液體受熱蒸發(fā)，變成蒸汽，順著銅管跑到另一端。另一端溫度低，蒸汽遇冷又凝結(jié)成液體，流回發(fā)熱端。

這個(gè)過程不需要任何外力，全靠物理規(guī)律。有段時(shí)間，熱管還有個(gè)更加高大上的名字：“水冷散熱”。聽起來很唬人，其實(shí)原理和電腦 CPU 散熱器上的熱管一模一樣。

2013 年的 NEC N-06E 是首款采用熱管散熱的手機(jī)，而智能手機(jī)大規(guī)模使用熱管方案則是 2015 年之后 —— 對，就是驍龍 810 震撼首發(fā)的那一年。

微軟 Lumia 950XL 是一個(gè)比較有代表性的例子，IT之家了解到，當(dāng)年 Lumia 950XL 的展示樣機(jī)未經(jīng)發(fā)布就因發(fā)熱問題被召回，可見大火龍的威力可是連熱管都鎮(zhèn)不住了。

怎么辦？廠商綜合石墨膜的均熱能力和熱管的導(dǎo)熱原理，VC 均熱板應(yīng)運(yùn)而生。

03. VC 均熱板，面積制勝

VC 均熱板（Vapor Chamber）的原理與熱管類似，都是利用液體的蒸發(fā)和冷凝傳遞熱量。區(qū)別在于，熱管是一條線，VC 均熱板是一個(gè)平面，它的腔體更大，可以覆蓋 CPU、GPU、充電芯片等多個(gè)熱源，使熱量在二維平面上均勻擴(kuò)散。

導(dǎo)熱效率上，熱管導(dǎo)熱系數(shù)約 10000~100000 W/(m·K)，而 VC 均熱板可達(dá) 20000 W/(m·K) 以上。同時(shí)，VC 均熱板可以做得更薄，比起蜿蜒曲折的熱管，它更適合手機(jī)內(nèi)部堪比陸家嘴的區(qū)位生態(tài)。

2019 年起，VC 均熱板成為安卓旗艦機(jī)標(biāo)配，當(dāng)然也成為了各家大廠的“軍備競賽”重要環(huán)節(jié)，一提到散熱，就得先亮出均熱板鋪了多少。

那一年，手機(jī)發(fā)布會總有一段介紹多大面積的 PPT，乍一看像在賣房地產(chǎn)。

華為 Mate 20 X 5G 版是早期 VC 均熱板方案的典型代表。隨著技術(shù)成熟，VC 均熱板的面積也越來越大，從最初只覆蓋 CPU，到現(xiàn)在動(dòng)輒 6000mm2 以上。

到了 2025 年，蘋果才終于坐不住了。iPhone 17 Pro / Pro Max 首次引入 VC 均熱板，配合鋁合金中框?qū)崿F(xiàn)輕量化高效散熱，解決了 A19 Pro 芯片在高負(fù)載下的散熱問題。

至此，手機(jī)上的被動(dòng)散熱方案算是走到了頭，原因無他：小廟容不了大佛，除非三體人提前來，否則手機(jī)里實(shí)在塞不進(jìn)更大的散熱模組。

回顧從石墨膜到 VC 均熱板的發(fā)展歷程，不難發(fā)現(xiàn)，這就是一個(gè)典型的“水多加面，面多加水”的流程，散熱面積越來越大，導(dǎo)熱速度越來越快，但最后還是手機(jī)自己承擔(dān)了一切。

既然被動(dòng)的走不通，那就只能主動(dòng)點(diǎn)了。

04. 遇事不決，上風(fēng)扇吧

智能手機(jī)，本質(zhì)上也是臺小型計(jì)算機(jī)。風(fēng)冷散熱，電腦用得，手機(jī)難道用不得？

不過，最先用上風(fēng)扇的并不是純粹的風(fēng)冷散熱模組，而是半導(dǎo)體散熱背夾。它的工作原理基于一種叫做帕爾帖效應(yīng)的物理現(xiàn)象：給一塊特殊的半導(dǎo)體材料通電，它的一面會變冷，另一面會變熱。背夾把冷面貼在手機(jī)背面，熱面用風(fēng)扇吹走，手機(jī)上就能迅速降溫。

半導(dǎo)體散熱的效果非常迅猛，卻應(yīng)用不到手機(jī)內(nèi)部。一方面，半導(dǎo)體散熱所需的功耗遠(yuǎn)超手機(jī)本身的供電能力，另一方面，這種散熱方式會產(chǎn)生冷凝水，會直接暴擊主板，所以只能當(dāng)成一種外掛手段。

除此之外，還有一個(gè)不得不提的原因，就是散熱背夾長得都太“電競”，手機(jī)一橫 RGB 一亮，三米開外都能看見你在打游戲。

IT之家友情提醒：適度摸魚宜腦，沉迷摸魚傷身。

半導(dǎo)體散熱火過一陣之后就逐漸退出了主流視野，但主動(dòng)散熱的思路保留了下來。2019 年發(fā)布的紅魔 3 是第一款擁有風(fēng)扇和風(fēng)道設(shè)計(jì)的智能手機(jī)，但在當(dāng)時(shí)，這個(gè)方案的實(shí)用性受到了很多質(zhì)疑。

初代設(shè)計(jì)難免不完善，紅魔 3 的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速可達(dá) 14000RPM，噪音達(dá)到三十多分貝，在手機(jī)的使用距離上還是能聽到明顯的“嗡嗡”聲；風(fēng)道占用了大量的內(nèi)部空間，時(shí)間久了還會積灰。所以當(dāng)時(shí)不少人的觀點(diǎn)是：只有游戲手機(jī)才需要這種東西，普通用戶用不上。

不過，以紅魔 3 為代表的風(fēng)冷游戲手機(jī)，在極限性能和游戲表現(xiàn)上確實(shí)強(qiáng)出不少。

隨著研發(fā)和技術(shù)水平的不斷提升，到了 2025 年，涌現(xiàn)了一批頗具突破性的產(chǎn)品：OPPO K13 Turbo Pro 把內(nèi)置風(fēng)扇的體積大幅縮小到 Deco 中，摒棄了夸張的風(fēng)道設(shè)計(jì)；榮耀 WIN 系列主打低風(fēng)噪，同時(shí)做到了 IP69K 級防塵防水。

iQOO 15 Ultra 是第一個(gè)吃螃蟹的旗艦機(jī)，石墨導(dǎo)熱層、VC 均熱板和風(fēng)道相結(jié)合，算是集被動(dòng)和主動(dòng)散熱之大成。

2026 年 3 月，華為 Mate 80 Pro Max 風(fēng)馳版終于把這個(gè)技術(shù)帶到了主流旗艦上。它的仿生羽翼渦扇藏在攝像頭模組下方，用官方的話說叫“隱藏式無感出風(fēng)”，這個(gè)無感不但體現(xiàn)在風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)幾乎沒有聲音，而且使用手機(jī)的人也很難感知高負(fù)載運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的額外熱量。

除了風(fēng)扇，主動(dòng)散熱還有另一個(gè)分支：微泵液冷。這個(gè)原理也很簡單易懂：通過壓電驅(qū)動(dòng)的微型泵驅(qū)動(dòng)冷卻液在散熱模組內(nèi)部循環(huán)，從而帶走芯片熱量。

2023 年的一加 11 概念版展示了 Active CryoFlux 微泵主動(dòng)液冷散熱，但該技術(shù)目前尚未被大規(guī)模應(yīng)用。不過，隨著供應(yīng)鏈方面的壓電微泵驅(qū)動(dòng)芯片完成客戶驗(yàn)證，也許我們有望看到該技術(shù)在未來被整合進(jìn)手機(jī)設(shè)計(jì)。

主動(dòng)散熱從專業(yè)游戲手機(jī)走向主流產(chǎn)品，本質(zhì)上并不是高端技術(shù)下放，而是現(xiàn)在手機(jī)芯片功耗一路高歌猛進(jìn)，游戲、拍攝、直播等高壓場景常態(tài)化的必然結(jié)果。

主流手機(jī)芯片的性能已經(jīng)完全滿足日常使用，在無需保下限的情況下，如何維持穩(wěn)定的高上限就成了廠商需要思考的新問題，而除了主動(dòng)散熱，目前也確實(shí)拿不出更好的解決方案。

未來，主動(dòng)散熱也許不會成為所有智能手機(jī)的必選項(xiàng)，但一定會有更多專為解決高負(fù)載場景的手機(jī)出現(xiàn)。至于這項(xiàng)技術(shù)能否長期的延續(xù)下去，還要看廠商能否在性能、噪音和可靠性等指標(biāo)上找到用戶認(rèn)可的平衡。