Laptop筆記本電腦TIM方案交流探討

本產(chǎn)品是國內(nèi)首創(chuàng)自主研發(fā)的高質(zhì)量二維氮化硼納米片，成功制備了大面積、厚度可控的二維氮化硼散熱膜，具有透電磁波、高導(dǎo)熱、高柔性、低介電系數(shù)、低介電損耗等多種優(yōu)異特性,解決了當(dāng)前我國電子封裝及熱管理領(lǐng)域面臨的“卡脖子”問題，擁有國際先進(jìn)的熱管理TIM解決方案及相關(guān)材料生產(chǎn)技術(shù)，是國內(nèi)低維材料技術(shù)領(lǐng)域頂尖的創(chuàng)新型高科技產(chǎn)品。

什么是5G?

一

定義

“5G”一詞通常用于指代第5代移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)。5G是繼之前的標(biāo)準(zhǔn)（1G、2G、3G、4G 網(wǎng)絡(luò)）之后的最新全球無線標(biāo)準(zhǔn)，并為數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用提供更高的帶寬。除其他好處外，5G有助于建立一個(gè)新的、更強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)能夠支持通常被稱為 IoT 或“物聯(lián)網(wǎng)”的設(shè)備爆炸式增長的連接——該網(wǎng)絡(luò)不僅可以連接人們通常使用的端點(diǎn)，還可以連接一系列新設(shè)備，包括各種家用物品和機(jī)器。

公認(rèn)的5G優(yōu)勢(shì)是：

?具有更高可用性和容量的更可靠的網(wǎng)絡(luò)

?更高的峰值數(shù)據(jù)速度（多Gbps）

?超低延遲

與前幾代網(wǎng)絡(luò)不同，5G網(wǎng)絡(luò)利用在26GHz 至40GHz范圍內(nèi)運(yùn)行的高頻波長（通常稱為毫米波）。由于干擾建筑物、樹木甚至雨等物體，在這些高頻下會(huì)遇到傳輸損耗，因此需要更高功率和更高效的電源。

5G部署最初可能會(huì)以增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶應(yīng)用為中心，滿足以人為中心的多媒體內(nèi)容、服務(wù)和數(shù)據(jù)接入需求。增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶用例將包括全新的應(yīng)用領(lǐng)域、性能提升的需求和日益無縫的用戶體驗(yàn)，超越現(xiàn)有移動(dòng)寬帶應(yīng)用所支持的水平。

二

毫米波是關(guān)鍵技術(shù)

毫米波通信是未來無線移動(dòng)通信重要發(fā)展方向之一，目前已經(jīng)在大規(guī)模天線技術(shù)、低比特量化ADC、低復(fù)雜度信道估計(jì)技術(shù)、功放非線性失真等關(guān)鍵技術(shù)上有了明顯研究進(jìn)展。但是隨著新一代無線通信對(duì)無線寬帶通信網(wǎng)絡(luò)提出新的長距離、高移動(dòng)、更大傳輸速率的軍用、民用特殊應(yīng)用場(chǎng)景的需求，針對(duì)毫米波無線通信的理論研究與系統(tǒng)設(shè)計(jì)面臨重大挑戰(zhàn)，開展面向長距離、高移動(dòng)毫米波無線寬帶系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵技術(shù)研究，已經(jīng)成為新一代寬帶移動(dòng)通信最具潛力的研究方向之一。

毫米波的優(yōu)勢(shì)：毫米波由于其頻率高、波長短，具有如下特點(diǎn)：

頻譜寬，配合各種多址復(fù)用技術(shù)的使用可以極大提升信道容量，適用于高速多媒體傳輸業(yè)務(wù)；可靠性高，較高的頻率使其受干擾很少，能較好抵抗雨水天氣的影響，提供穩(wěn)定的傳輸信道；方向性好，毫米波受空氣中各種懸浮顆粒物的吸收較大，使得傳輸波束較窄，增大了竊聽難度，適合短距離點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信；波長極短，所需的天線尺寸很小，易于在較小的空間內(nèi)集成大規(guī)模天線陣。

毫米波的缺點(diǎn)：毫米波也有一個(gè)主要缺點(diǎn)，那就是不容易穿過建筑物或者障礙物，并且可以被葉子和雨水吸收，對(duì)材料非常敏感。這也是為什么5G網(wǎng)絡(luò)將會(huì)采用小基站的方式來加強(qiáng)傳統(tǒng)的蜂窩塔。

什么是TIM熱管理?

定義

熱管理？顧名思義，就是對(duì)“熱“進(jìn)行管理，英文是：Thermal Management。熱管理系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)以及國防等各個(gè)領(lǐng)域，控制著系統(tǒng)中熱的分散、存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)換。先進(jìn)的熱管理材料構(gòu)成了熱管理系統(tǒng)的物質(zhì)基礎(chǔ)，而熱傳導(dǎo)率則是所有熱管理材料的核心技術(shù)指標(biāo)。

導(dǎo)熱率，又稱導(dǎo)熱系數(shù)，反映物質(zhì)的熱傳導(dǎo)能力，按傅立葉定律，其定義為單位溫度梯度（在1m長度內(nèi)溫度降低1K）在單位時(shí)間內(nèi)經(jīng)單位導(dǎo)熱面所傳遞的熱量。熱導(dǎo)率大，表示物體是優(yōu)良的熱導(dǎo)體；而熱導(dǎo)率小的是熱的不良導(dǎo)體或?yàn)闊峤^緣體。

5G手機(jī)以及硬件終端產(chǎn)品的小型化、集成化和多功能化，毫米波穿透力差，電子設(shè)備和許多其他高功率系統(tǒng)的性能和可靠性受到散熱問題的嚴(yán)重威脅。要解決這個(gè)問題，散熱材料必須在導(dǎo)熱性、厚度、靈活性和堅(jiān)固性方面獲得更好的性能，以匹配散熱系統(tǒng)的復(fù)雜性和高度集成性。

Laptop筆記本電腦散熱材料方案系統(tǒng)

對(duì)筆記本來說，散熱系統(tǒng)是非常重要的一環(huán)，它直接影響了筆記本CPU/GPU的性能發(fā)揮，以及是否能持久，什么樣的散熱系統(tǒng)才是好的散熱系統(tǒng)呢？

另外少部分產(chǎn)品采用了比熱管效率更高的方案，比如Y9000X采用的真空腔均熱板的方案，當(dāng)然這種方案的成本要比熱管高很多。有廠商還提出均熱板+石墨片散熱方案，熱管還是目前絕對(duì)多數(shù)筆記本會(huì)采用的導(dǎo)熱器件。

熱量經(jīng)由熱管來到的下一站就是散熱鰭片，它通過密集的鰭片和空氣接觸，用對(duì)流的形式將熱量散發(fā)掉。隨著筆記本向著輕薄化發(fā)展，散熱鰭片的“個(gè)頭”被壓縮的越來越小。

提升散熱鰭片導(dǎo)熱效率的方法往往就是增加它和數(shù)量和葉片密度，當(dāng)然即使這樣單靠散熱鰭片被動(dòng)散熱也遠(yuǎn)達(dá)不到筆記本的散熱需求，所以需要風(fēng)扇的幫助。

臺(tái)式機(jī)散熱器多為鋁鰭片，筆記本上就像剛才我們提到的，鰭片的面積很小，而且和熱管連接部分幾乎被熱管完全覆蓋，和空氣的接觸面小，堆積在鰭片上的熱量幾乎全靠風(fēng)扇往外吹，所以能夠快速傳導(dǎo)熱管熱量的銅更適合筆記本。

比如通過改變主板CPU/GPU位置將高溫區(qū)域盡量往上推，將其推離我們最常用的鍵盤區(qū)域。很多游戲本還會(huì)采用帶“屁股”的設(shè)計(jì)，它其實(shí)也是為了讓熱量堆積比較多的鰭片區(qū)盡量遠(yuǎn)離用戶常接觸的區(qū)域。而一些采用了發(fā)燒級(jí)硬件，或追求極致輕薄的游戲本，在保證性能釋放前提下，很難兼顧表面溫度，于是有了下沉式鍵盤的設(shè)計(jì)，也就是將鍵盤下移至C面下部，將C面上部高溫區(qū)域空出來，這樣即使上部再熱，也不會(huì)影響使用的體感。

在筆記本內(nèi)部狹小的空間內(nèi)，熱量控制要比較臺(tái)式機(jī)困難的多，這也是筆記本向更輕薄道路上發(fā)展的主要障礙，它直接影響了筆記本CPU/GPU的性能能發(fā)揮多少，以及是否能持久發(fā)揮。所以在選購筆記本時(shí)只看配置是不科學(xué)的，判定一款產(chǎn)品好壞有很多因素，散熱就是其中非常重要的一環(huán)。