"الحارس الخفي المشتت للحرارة" في الهاتف المحمول: رقاقة الجرافيت الاصطناعي
عند لعب لعبتين يدويتين شائعتين، يصبح الهاتف المحمول ساخنًا مثل "الموقد الصغير"؛بعد مكالمة فيديو طويلة، يصبح ظهري ساخنًا جدًا بحيث لا يمكنني الإمساك به... أصبح ارتفاع حرارة الهاتف مشكلة متكررة لدى الأشخاص المعاصرين.عندما يستمر معالج الهاتف المحمول والبطارية والمكونات الأخرى في "ارتفاع درجة الحرارة"، لن تنخفض الأداء بشكل كبير فحسب، بل قد تتأثر أيضًا مدة الخدمة.إنها رقاقة الجرافيت الاصطناعي المسماة "الحارس الخفي المشتت للحرارة" التي تكافح بصمت ضد درجة الحرارة المرتفعة داخل الهاتف المحمول.
رقائق الجرافيت الاصطناعي ليست جرافيت طبيعيًا، ولكنها مصنوعة من بوليمر عالي الجزيئات (مثل فيلم البولي إيميد) من خلال الكربنة والغرافيتة ذات درجة الحرارة العالية.تحت المجهر، تظهر بنية صفائحية فريدة، وتترتب ذرات الكربون في شبكة سداسية. هذه البنية المجهرية الخاصة تمنحها توصيلًا حراريًا مذهلاً.على الرغم من أن السُمك يبلغ 0.05-0.3 مم فقط، إلا أن التوصيل الحراري في المستوى يمكن أن يصل إلى 1500-1800 واط/متر كلفن، متجاوزًا بكثير الألومنيوم المعدني (237 واط/متر كلفن)، والذي يسمى "التكنولوجيا السوداء لتبديد الحرارة".
توصيل الحرارة داخل الهاتف المحمول هو معركة مع الزمن.عندما يعمل المعالج وشريحة 5G والمكونات الأخرى، ستمتص رقاقة الجرافيت الاصطناعي الحرارة بسرعة مثل "إسفنجة حرارية"، ثم تستخدم توصيلها الحراري ثنائي الأبعاد لنشر الحرارة بالتساوي على غلاف الهاتف المحمول.بأخذ معالج Snapdragon 8 Gen3 كمثال، يمكن تقليل درجة حرارة النواة بمقدار 8-10 درجات مئوية في مشهد اللعبة باستخدام رقائق الجرافيت الاصطناعي، مما يتجنب بشكل فعال التعطل الناتج عن ارتفاع درجة الحرارة.في المساحة الداخلية الدقيقة للهواتف المحمولة، توجد رقائق الجرافيت الاصطناعي في كل مكان تقريبًا.
بصفتها "مولد حرارة كبير"، عادة ما يتم تغطية المعالج بطبقات متعددة من رقائق الجرافيت، والتي تعمل مع غرفة البخار لتصدير حرارة النواة بسرعة؛عندما يتم شحن البطارية بسرعة، فمن السهل توليد تراكم الحرارة، ويمكن لرقاقة الجرافيت أن تشتت الحرارة في الوقت المناسب لإطالة دورة حياة البطارية.حتى "مصادر الحرارة الصغيرة" مثل هوائي 5G ووحدة الكاميرا مغلفة برقائق الجرافيت لضمان درجة حرارة موحدة للجهاز بأكمله.بالمقارنة مع مواد تبديد الحرارة التقليدية، تتمتع رقاقة الجرافيت الاصطناعي بمزايا لا تضاهى.
ميزاتها الرفيعة والخفيفة تجعل مصممي الهواتف المحمولة يحبونها - بالكاد يشغل السُمك البالغ 0.1 مم مساحة، ولكنه يمكن أن يحقق تبديدًا فعالًا للحرارة؛تسمح المرونة لها بالتوافق تمامًا مع الهياكل المعقدة مثل الشاشات المنحنية واللوحات الأم ذات الأشكال الخاصة؛بالإضافة إلى التكلفة التي يمكن التحكم فيها والإنتاج الضخم القوي، تدرجها الآن أكثر من 90٪ من الهواتف المحمولة الرائدة كمعيار.ومع ذلك، مع استمرار أداء الهواتف المحمولة في الارتفاع، تواجه رقائق الجرافيت الاصطناعي أيضًا تحديات جديدة.
في مواجهة المكونات عالية الطاقة القادمة بدقة 2K 144 هرتز مثل الشاشات ورقائق الذكاء الاصطناعي، من الصعب تلبية متطلبات تبديد الحرارة فقط عن طريق رقائق الجرافيت.تستكشف الصناعة الجمع بينها وبين الجرافين وغرفة البخار VC والمواد الأخرى للتغلب على عنق الزجاجة من خلال مخطط تبريد مركب متعدد الطبقات.من 4G إلى 5G، من الرقائق العادية إلى وحدات الحوسبة بالذكاء الاصطناعي، كانت رقائق الجرافيت الاصطناعي دائمًا العمود الفقري لتبديد حرارة الهاتف المحمول.في المستقبل، مع انتشار الشاشات القابلة للطي والأجهزة القابلة للارتداء، سيستمر هذا "الحارس الحراري الخفي" في التطور لحماية حياتنا الذكية.في المرة القادمة التي يسخن فيها الهاتف المحمول، تخيل أن هذه المادة الرقيقة مثل أجنحة اليعسوب تتصارع بشدة مع درجة الحرارة المرتفعة بالداخل.
