MoneyDJ新聞 2019-09-06 09:28:32 記者 趙慶翔 報導
5G手機今年陸續推出，手機晶片大廠看好明年需求，因此從Modem(數據機晶片)再推到5G SoC(系統單晶片)，此趨勢之下，對於手機散熱方案有何影響? 未來5G手機非熱板不用? 選擇的關鍵是甚麼?
從4G到 5G手機，用甚麼解熱最好?
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2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，傳導熱的速度高出十倍，效果更佳。
業內人士分析，4G手機約有9成採用石墨片，最輕薄且價格便宜，因此目前市場上僅蘋果(APPLE)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1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6成將採用熱管，用於中低階機種，4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，6~7成會採用熱板，其餘3~4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，明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2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，2合1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、電信等佈建進度，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，最快明年就能看到終端機種問世。像是晶片設計龍頭聯發科(2454)執行長蔡力行也透露，明年上半年將再推一款5G SoC，採7nm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。
明年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7nm降至5nm，甚至3nm，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，但須要考量未來晶片廠、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。
明年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，明年全球5G手機將有1.5~2億支，後年將有4~6億支。若僅觀察明年市場需求來看，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，預期明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，預期明年市場熱管與熱板兩者應並行，各自有需求。
儘管明年5G手機多以高階機種為主，若依照市場調查，明後年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(3324)、超眾(6230)、業強(6124)、泰碩(3338)，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。
