行動智慧、穿戴式裝置之散熱發展與趨勢

 

刊登日期:2016/10/5
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近年來,3C產品的散熱問題越來越令人擔憂,尤其手機芯片的頻率越來越高以及伴隨著軟體不斷更新升級,再加上消費者對智慧型手機的功能需求大增,接踵而來的電池續航力問題以及體感滿意度,是目前消費者購買時備受關注的兩大議題。

在手機智能技術快速發展的今日,手機與實境或手機與各式各樣之可穿戴裝置間,已產生越來越密切的聯繫,尤其在手機遊戲及應用更多元的驅使下,我們應更進一步了解及剖析,目前這些移動裝置的散熱設計所遇到的困難,以及未來有哪些產品是需要散熱設計者該提早去思考並應對。
 
目前的困難在哪裡?
最近 Pokémon Go(圖一)在全球引起一股「熱」潮,相信很多人都有遇過,在抓神奇寶貝時,感覺手機特別容易發燙的經驗,或者寶貝球丟出去之後,手機熱當的窘境,這是因為此款遊戲的 4G網路及 GPS功能必須同時開啟所產生的高熱所致。然而,找到精靈寶物之後,玩家可以更進一步選擇是否需要開啟主鏡頭(擴增實境AR)來增添視覺趣味效果,此時無意中又增加了相機的熱度。綜合以上三種原因導致此遊戲非常耗能及耗電,取而代之的則是直接讓使用者感到手機特別容易「燙手」的觀感。

Pokémon Go是一款科技與遊戲的結合,未來各家遊戲大廠投入在手遊上面,不論是 3D、VR體感、AR 或其他現實增強遊戲,相信在不久的將來會有爆炸性成長。而手機作為隨身攜帶的主要設備,在遊戲娛樂領域上,也必定因這些聯繫產生更多可能性。整體而言,儘管智慧型手機能夠帶給人們許多創新體驗及功能應用,假如元件的散熱問題沒有得到妥善的處理,那麼原本要帶給消費者的方便將隨之轉變為抱怨。
 
現行的散熱對策
以往智慧型手機大多使用銅箔或平面導熱性良好的石墨(Graphite)作為熱傳輸與阻熱功用。石墨具有獨特的晶粒,同時延展性高,可以將電子元件發出的熱量傳遞至大面積進行擴散;但伴隨著使用者對於智慧型手機的期待持續進化,傳統的銅箔及石墨片已經不敷使用。

目前手機的散熱主流趨勢,已經慢慢轉變為採用薄型熱管(圖二)或超薄熱板來提升散熱速率,但現行的薄型熱管及超薄熱板厚度,對於手機內部極有限的空間無疑是一大挑戰。如何在兵家必爭之地的微小空間放入熱管,又不影響熱管或熱板的效能,成為現今3C產品工程人員須嚴肅面對的課題。




圖三、OPPO冰巢散熱示意圖

 
IoT物聯網的發展近況
另外,值得高度關注的產業是 IoT物聯網,已有產品相繼投入市場。物聯網指的是一系列擁有感測及處理能力的物件,能夠透過無線網路,不必經由人手即可直接傳遞資料到雲端進行儲存或分析,為人們提供智慧聯網的各種應用設備。例如,在 2016年的CES上,hTC 與 Under Armour 攜手共同發表了一系列智慧穿戴配件「UA HealthBox」(圖四)。




圖四、UA HealthBox是一套三件組的商品

目前市場上,穿戴裝置被開發最多的產品則屬智慧型手錶(圖五)及智能手環,從智慧手機到智能手環、手錶,對於散熱設計的工程人員來說是一條越來越難走的路;穿戴裝置的功能日新月異,效能的需求也變的更加複雜。



狼煙四起的VR市場

眾所皆知,2016年是 VR元年,然而從 2015年起,VR產業就已開始風起雲湧,截至目前為止,最火紅的科技業話題仍屬 VR市場,幾家大廠從去年到今年為止,跑馬圈地已經衍生出龐大的相關供應鏈,特別是……以上為部分節錄資料,完整內容請見下方附檔。
 
作者:蕭雅羚 / 宏達國際電子有限公司
★本文節錄自「工業材料雜誌」358期,更多資料請見下方附檔。


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