访谈华为工程师 华为的数据通信工程师

做一台手机,一台旗舰,有多难?
手机的研发故事,很少会出现在大众视野里 。大家看到的手机,更多接触的是手机出来之后的宣传和评价 。而手机研发则始终在后台耕耘,默默地做幕后英雄 。

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而真相是,手机和今天的任何一种工业品一样,都经过了无数人长年累月的付出、努力,最终才凝聚成你手中的玩物,其中的故事大有可说 。
事有凑巧,极果君前段时间有幸接触到了华为Mate 20 X的研发人员,也了解了一些手机研发背后的秘辛 。今天极果君就开启讲故事模式,给大家看看这台今年最特别的旗舰机,背后到底都有些什么故事 。
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散热这件小事“发热”跟“卡”这两个关键词,常常联系在一起 。
Mate 20 X 跟师兄师弟最大的不同,就在于相对宽大的机身中,塞进了一套VC均热板+石墨烯膜的散热方案 。不仅增强了Mate 20 X的散热表现,更增强了它的游戏性能 。
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但为什么会想到要用石墨烯散热技术呢?
其实Mate 20 X也尝试过很多其他方案:单热管、双热管、铜、铝……都尝试过 。但都无法满足一个要求:长时间游戏不卡顿 。
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在市面上的主流游戏中,《刺激战场》和《堡垒之夜》两款是最吃配置的 。最开始在没什么优化的情况下,整机的游戏平均功耗是4W,峰值功耗能到8W,很容易撞上温度墙 。后来软件团队通过AI调度和GPU Turbo,把功耗降到了3W,可以保证半小时内频率不降 。
不行,半小时还是不够长,怎么办?
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经过计算,发现要想做到持续游戏而不撞上温度墙,必须把散热能力整个再提升 20%。
最后手机团队找上了华为的2012实验室,已提前储备预研了3年的石墨烯散热技术,正式浮出水面启动量产进程 。
要给手机做散热,无非分两步:第一步,把热量从SoC拽出来;第二步,把拽出来的热量从机壳上散出去 。
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吸走热量,其实大可以用热管来做 。但当时手机内部只剩下0.4mm的可用厚度,这个规格的热管根本无法完整覆盖SoC 。再加上散热速度的要求,传统方法已不可行,只能用VC均热板 。可VC原来是用在服务器上的,要2-3个毫米才能放下 。想要进手机,必须小型化 。
怎么办?华为请2012欧研所VC团队,理论分析蒸汽通道极限厚度 。结果发现瓶颈出在盖板上:VC上下盖板各有0.2mm 。如果做0.4mm,两个盖一叠加,蒸发通道直接就没了 。
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所以,第一步要把上下盖板材料给换掉 。抽真空后纯铜强度不足会凹进去,那就把铜换成合金 。但是牵一发而动全身,合金铜焊接的时候有化学反应,导致VC散热能力上不来,最后又与合作伙伴一起作工艺的改进,一次就要几个月时间验证,最后终于把壁厚做到了0.1mm 。
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这还没完,因为盖板太薄,传统厚度VC毛细结构的铜网工艺用不了了,最后借鉴了集成电路,掩膜+曝光+药水,才在上盖板上做了微米级的蚀刻,把VC整体做到了0.4mm,成功塞进手机 。最终测下来,它的导热能力是热管的2倍,纯铜的20倍 。
热量抽出来了,接下来要把它散出去 。
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把石墨烯引进手机其实布局的更早 。VC进手机是提前两年开始搞,石墨烯2015年就开始启动了研究合作 。这些年里也是经历了无数的困难:工艺路线、设备都全部换过 。大学里研究的东西往南飞,实际产品应用往北爬,必须有人在中间牵引 。
华为和合作伙伴开发人员感慨: 石墨烯的开发过程,就像提炼镭一样! 虽然做行业跟随者,可以少走很多弯路,但还是要做第一 。道理很简单,大家都知道世界第一高峰珠穆朗玛峰,没多少人知道第二高峰是谁 。
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