5G 手機未必用熱板？手機廠怎麼選？

5G 手機今年陸續推出，手機晶片大廠看好 2020 年需求，因此從 Modem（數據機晶片）再推到 5G SoC（系統單晶片），在此趨勢下，對於手機散熱方案有何影響？未來 5G 手機非熱板不用？選擇的關鍵是什麼？

從 4G 到 5G 手機，用什麼解熱最好？

5G 手機傳輸速度增加，功耗大為提升，約在 5~7W，較 4G 手機的 3.5~4W 多出兩倍以上。一般來說，5~7W 採用熱板或熱管皆可，兩者的最大差異只在於解熱面積、散熱效果。從散熱方案解熱力來看，不管是熱管或熱板，都是將單一熱點均勻的發散，若採用面積較小的熱管，解熱效率仍不如面積較大的熱板，熱量能從四面八方傳出，因此對解高瓦數功耗手機較具效益，熱管同樣也可以解熱，只是效率較差。以同樣 0.4mm 的外型比較之下，熱管寬度約 4.6mm，熱板則達 40mm，也就是說，傳導熱的速度高出 10 倍，效果更佳。

業內人士分析，4G 手機約有九成採用石墨片，最輕薄且價格便宜，因此目前市場上僅蘋果透過韌體技術將手機功耗降低，並採石墨片就能達到散熱功效，非蘋手機多用於較低功效的中低階手機；其餘則有一成的中高階機種採用熱管；旗艦機種才會採用單價高、散熱力高的熱板。

供應鏈進一步說明，到了 5G 手機成熟後的時代，儘管市場仍難捉摸蘋果接下來要採用何種方案，但初期而言，從晶片的功耗來說，石墨片解熱力恐不足，因此應僅為輔助用，預估市場有六成將採用熱管，用於中低階機種，四成則採用熱板，用於中高階機種。單從 5G 高階手機來看，市場預估，六到七成會採用熱板，其餘三到四成則採用熱管，這端看品牌廠對手機的定位、價格而定，也就是說，熱板也並非 5G 手機的唯一解決方案。

5G 分離式晶片到單晶片，初期多採用熱板

5G 手機當中的晶片則分為兩種類型，今年 5G 手機多為高階旗艦機種，僅有分離式方案，2020 年起則在中高階機種推出 SoC 方案。

所謂晶片分離式方案，意旨是在受到 5G 商轉剛起步，因此晶片初期多為分離式方案，將核心處理器 AP 與 5G Modem 分開為兩顆晶片，訊號較為穩定，更有助於系統整合，惟受到 PCB 空間設計、成本等都有壓力，因此長期而言，二合一的 SoC 為勢在必行的方案。若過去從 3G 手機到 4G 手機的進程為例，SoC 須考量基地台、電信等布建進度，往往經過 1 年以上的時間才能有效整合成 SoC。

從手機晶片大廠推出 5G SoC 方案進程來看，最快 2020 年就能看到終端機種問世。像是晶片設計龍頭聯發科執行長蔡力行也透露，2020 年上半年將再推一款 5G SoC，採 7 奈米製程，終端產品也將問世。供應鏈指出，該款晶片達 7W 以上功耗，因此目前設計也以熱板做為解決方案。

2020 年 5G 手機將從今年旗艦機種，下放到中高階機種，也從分離式方案，初步導入 SoC 方案，儘管 SoC 功耗較分離式方案略微減少，甚至相當，手機品牌考量到初步切入 5G 手機，因此為達良好解熱效果，採用成本較高的熱板，以穩定品質、塑造口碑，對於品牌形象也有所幫助。

業內人士認為，初期 5G SoC 設計比起過去，傳輸量跟速度都增加，因此功耗更具挑戰，長期而言，IC 設計廠商若能再透過新的設計方式，或製程演進，若從現有 7 奈米降至 5 奈米，甚至 3 奈米，功耗也能更明顯下降，未來採用價格較便宜的熱管，應也不遠。

然而，儘管透過晶片的設計，對於功耗需求可能有降低的空間，但需要考量未來晶片廠、手機廠對於手機功能的要求，像是拍照畫素如果再提升，相機功能勢必也要跟著升級，對於晶片處理影像的能力也變得更重要，因此功耗能否再降，除了考量製程，更需考量市場對手機功能的需求。

2020 年 5G 手機，熱管、熱板應並行

市場預估，今年 5G 手機約千萬支需求，2020 年全球 5G 手機將有 1.5~2 億支，後年將有 4~6 億支。若僅觀察 2020 年市場需求來看，現階段熱板、熱管還是最能達到經濟效益的方案。供應鏈進一步說明，這牽涉到終端手機產品的價值與定位，預期 2020 年高階機種仍會採用成本較高、解熱效果較高的熱板，而中階則採用成本較低的熱管，同樣可達到解熱效果，預期 2020 年市場熱管與熱板兩者應並行，各自有需求。

儘管 2020 年 5G 手機多以高階機種為主，若依照市場調查，到了 2020、2021 年 5G 手機總量將大爆發，屆時，中低階機種也將採用熱管方案，對於熱板的需求恐停留在旗艦機種、電競機種、中高階機種，甚至功耗若再提升，將在熱板當中再加入石墨片等方式，都是可能發展的方案，屆時又有多少機種需要用熱板，仍待時間觀察。

整體而言，台廠過去與手機品牌客戶耕耘許久，加上產能、良率、性價比皆優於競爭對手，像是台廠雙鴻、超眾、業強、泰碩，都具備熱板、熱管產能。據了解，儘管中國散熱廠也擴廠積極、挖角台廠人才，但受到需要量產需實戰經驗的參數累積、訂單試產等，因此校正達到一定程度良率仍有一段路。因此，台廠在這段時間，能否鞏固客戶信賴，看對市場方向，並分散應用面風險，延續散熱產業的熱度，挑戰經營者的眼光與研發技術能力。

（本文由 MoneyDJ新聞授權轉載；首圖為 Galaxy Note 10+；來源：科技新報）