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石墨烯对于未来的发展影响——石墨化炉

  • 分类:行业动态
  • 作者:金瑞
  • 来源:网络
  • 发布时间:2021-05-23 00:00
  • 访问量:

【概要描述】

石墨烯对于未来的发展影响——石墨化炉

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  • 作者:金瑞
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高温对多数元器件将产生严重影响,使得大多数电子元器件性能改变甚至失效,从而引起整个电子设备的故障。一方面,电子元件的“10℃法则”显示,电子元件的故障发生率随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%。另一方面,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。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施加散热手段,使设备保持在合适温度非常重要

5G手机为例,功能创新带来功耗提升,散热需求随之升级。主要发热源为处理器、电池、摄像头、LED 模组,5G 手机需要支持更多的频段和实现更复杂的功能,天线数量翻倍,射频前端增加,处理器性能提升,同时智能手机向大屏折叠屏、多摄高清摄升级、大功率快充升级,使得手机内集成的功能模块更多更紧密。

5G 手机芯片功耗约 11W,约是 4G 手机的 2.5 倍,散热需求强烈。目前 4G 广泛应用的散热材料有石墨片、导热界面材料等,受制于其导热系数的极限,已经很难满足 5G 手机需求

石墨烯(Graphene)是2004年用微机械剥离法从石墨中分离出的一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型、呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。石墨烯完美的结构赋予其超强导电性、良好的热传导性、良好的透光性及高柔性和高强度等材料特性,在新能源电池、涂料、柔性屏和传感器等领域的应用十分广泛。石墨烯上游为石墨、下游应用主要分为两个方面:一是石墨烯粉体,多掺杂在其他材料中使用,多应用于涂料和新能源电池领域;二是石墨烯薄膜,薄膜因为透明、导电、柔性好等优点,在散热材料、柔性显示和传感器等领域的应用十分广泛,具有很好的发展前景。

2018年,华为推出的mate20 X手机首次采用了石墨烯散热膜和液冷散热片组合的散热系统,而同年推出的苹果iPhone XS Max手机主板采用三层叠加封装技术,利用常规石墨散热膜和金属边框组合来散热,三星Note 9设置了水碳冷却散热系统,即通过储水铜制热管和碳纤维 TIM(热界面材料)组合来散热。实测数据证明华为mate20 X手机的散热效果远优于其他两款手机;在2020年一季度发布的5G手机中,OPPO、小米、vivo、三星、中兴等品牌依然较多采用VC均热板+超薄热管的散热方式,但华为坚持采用石墨烯散热膜来散热,并将其应用拓展到了平板电脑领域,目前华为Mate 20 X到Mate 30 Pro至华为P40系列及华为MatePad Pro 5G平板电脑都采用了石墨烯散热技术;2020年2月发布的小米10,则采用了石墨烯散热膜/VC/多层石墨片的立体式散热方案。

随着智能手机散热技术的不断更迭和进步,石墨烯散热膜技术在5G时代已逐渐成为主流的散热技术。而随着手机柔性、可折叠趋势的兴起,石墨烯散热膜凭借其优异的热导性能及柔韧性,必将随着未来5G智能手机的发展在众多散热技术方案中脱颖而出,迎来高速发展。

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