蘋(píng)果手機與國產(chǎn)手機間的戰爭，外行看起來(lái)熱鬧非凡。隨著(zhù)一些“明星級”國產(chǎn)手機的價(jià)格也好像越賣(mài)越高，貌似國產(chǎn)手機終于實(shí)現了高端化，可以憑借龐大的出貨量吊打蘋(píng)果手機的日子馬上就要來(lái)了。然而，蘋(píng)果在研發(fā)智能手機中挖下的坑，對于只會(huì )拼機的同行來(lái)說(shuō)，卻如一道道天塹，讓對手難以逾越。前面李星講過(guò)iPhoneX在高端ITO膜、玻璃蓋板、OLED模組上為對手設了幾道追趕障礙，今天再來(lái)聊聊一個(gè)大家可能忽略的新型材料。
9月12日，中國工信部發(fā)布了《重點(diǎn)新材料首批次應用示范指導目錄（2017年版）》，共有129種新材料入圍，包括先進(jìn)基礎材料92種、關(guān)鍵戰略材料31種、前沿新材料6種。其中先進(jìn)基礎材料里，就列出了針對3C產(chǎn)品的高導熱石墨聚酰亞胺薄膜，技術(shù)指標在面內取向度>=30%,雙折射率>=0.08。那么這個(gè)高導熱石墨聚酰亞胺薄膜是個(gè)什么鬼？
隨著(zhù)蘋(píng)果新機iPhoneX的發(fā)布，產(chǎn)業(yè)鏈對其3D Touch生產(chǎn)工藝也開(kāi)始有所了解。說(shuō)到3D touch壓力觸控技術(shù)，安卓陣營(yíng)同樣難解心頭之痛，因為直到現在，這個(gè)功能仍然只有蘋(píng)果的IOS才能完美的融入到用戶(hù)的每一個(gè)操作之中，是蘋(píng)果產(chǎn)品獨有的優(yōu)秀使用體驗之一。
iPhoneX的3D touch功能組件，除了生產(chǎn)工藝復雜度增加外，其各層覆合材料的更新也成為業(yè)界關(guān)注焦點(diǎn)。其中iPhoneX的3D touch壓力感應sensors功能片材質(zhì)從原來(lái)的柔性線(xiàn)路板 FPC改成薄膜 PET film，另外為了便于玻璃機殼的散熱和無(wú)線(xiàn)充電可能影響3D touch功能，又額外增加了石墨散熱片——也就是工信部指導目錄里所列的那個(gè)高導熱石墨聚酰亞胺薄膜。
去年三星NOTE 7的“炸雞”事件，雖然到今天都還沒(méi)有一個(gè)明確的結論，產(chǎn)業(yè)鏈忍氣吞聲為之背鍋供應商也遲遲不敢發(fā)聲為自己聲辯。但當時(shí)李星曾針對其結構設計做過(guò)一個(gè)相對比較接近真相的分析，最大的可能就是其雙玻璃加大電池的結構，導致了手機內部熱量管理失控。
iPhoneX的結構設計在大部件層疊上基本與三星NOTE 7一樣，雙面玻璃機身加中框電池的三明治結構，也都是全密封的“三防”設計，內部熱量主要依靠石墨散熱片或銅箔片傳遞到中框上，通過(guò)中框金屬與玻璃機殼散發(fā)出去。由于玻璃的導熱效果并不如人意，假設內部熱量管理設計不好的話(huà)，熱量堆積在某些敏感區域，如電池、芯片區域，就容易導致熱管理失效，甚至電池爆炸。
蘋(píng)果在設計智能手機時(shí)，為了對手機內部的熱量進(jìn)行管理，除了在軟件里嵌入了熱量管理程序外，在很多元器件上也增加了主動(dòng)或補動(dòng)吸熱保溫材料，很早就引入了石墨散熱片材料來(lái)均衡手機內部的熱量分布與擴散。隨著(zhù)智能手機的芯片運行速度越來(lái)越快，蘋(píng)果對顯示和觸摸功能的品質(zhì)追求愈加完善，蘋(píng)果的對石墨散熱片的要求越來(lái)越高，石墨散熱片的生產(chǎn)工藝也發(fā)生了很大的變化。
另外，蘋(píng)果增加的這層石墨散熱片除了給3D touch組件周邊的顯示屏和芯片散熱外，還有一定的蓄熱功能，目的就是讓3D touch不會(huì )受到環(huán)境溫度的變化影響同時(shí)，也減輕蘋(píng)果手機熱量管理系統的運行負荷，因此這層石墨散熱片對石墨原子的結構設計要求也嚴格了不少。
早期行業(yè)生產(chǎn)石墨散熱片是真的拿石墨壓成薄片，再覆合在膠帶上來(lái)生產(chǎn)，當時(shí)因為這個(gè)概念，國內好多與石墨相關(guān)的上市公司還被拿來(lái)炒作，讓部分人大賺了一筆。后來(lái)的事情就更清晰了，從石墨散熱，炒到石墨烯散熱，坑死了不少拿石墨烯粉體來(lái)做散熱片的廠(chǎng)商。甚至還有些拿石墨烯粉體來(lái)層壓散片的廠(chǎng)商，到現在都還不知道自己到底死在哪里！
不過(guò)現在智能手機配合高端芯片用到的高端石墨散熱片，確實(shí)跟原來(lái)的石墨材料沒(méi)了多大的關(guān)系，反而是真的利用了某些石墨烯的散熱理論。因為現在的高端石墨片，在生產(chǎn)工藝上就是用聚酰亞胺薄膜在3000度左右的高溫下“燒”出來(lái)的，因此也就有了前面這個(gè)“高導熱石墨聚酰亞胺薄膜”名稱(chēng)。
而燒這個(gè)“高導熱石墨聚酰亞胺薄膜”的生產(chǎn)工藝，也十分接近拿類(lèi)氧化石墨烯來(lái)生產(chǎn)石墨烯粉體的工藝。事實(shí)上，特定配方生產(chǎn)的聚酰亞胺薄膜，在“燒”成石墨片后，其內部的碳原子結構本身就含有大量的烯烴結構，可以被認為是被碳原子連接起來(lái)的石墨烯結構材料。那這個(gè)高端石墨片的散熱速度有多快呢，現在蘋(píng)果手機用的石墨片材料，其散熱速度是國內那些拿石墨成薄片制成的材料的7到10倍。
好了，生產(chǎn)工藝出來(lái)了，按道理來(lái)說(shuō)，怎么可能難到中國的生產(chǎn)廠(chǎng)商，中國企業(yè)不管是“燒”石墨烯，還是“燒”碳纖維，都燒了好些年了，這點(diǎn)活應該還是能干好的。那么問(wèn)題來(lái)了，為什么說(shuō)這次iPhoneX會(huì )在高端石墨散熱片上打擊國產(chǎn)高價(jià)手機呢？
首先，iPhoneX是在原來(lái)的石墨散熱片應用基礎上，增加了一層與手機大小差不多的3D touch石墨散熱片。以蘋(píng)果今年把iPhoneX的產(chǎn)能比例調高到一半以上動(dòng)作來(lái)看，iPhoneX能消耗將近5000萬(wàn)片的石墨散熱片，到明年可能要達到1——1.5億片。而往年不含iPhoneX新增加的3D touch大面積石墨散熱片，市場(chǎng)上也就差不多5億部高端手機，會(huì )在某些部位上用到這么高端的石墨散熱片。
另外，生產(chǎn)這個(gè)石墨散熱片用聚酰亞胺薄膜的廠(chǎng)商，目前全球也只有杜邦一家生產(chǎn)，也就是說(shuō)跟前面提到的高端蓋板玻璃基板全球只有康寧一家生產(chǎn)是一樣的，因為這個(gè)聚酰亞胺材料的配方專(zhuān)利，掌握在杜邦手里。除此之外，有雙向同性拉伸聚酰亞胺成膜能力的廠(chǎng)商，除了杜邦外，生產(chǎn)廠(chǎng)商也不多。
還有一點(diǎn)，能夠熟練掌握3000度左右的高溫下“燒”制技術(shù)廠(chǎng)商，基本上也是日本廠(chǎng)商，并且目前也只有一家日本廠(chǎng)商在“燒”這個(gè)“高導熱石墨聚酰亞胺薄膜”。你說(shuō)為什么日本的其它廠(chǎng)商也不一起來(lái)“燒”這個(gè)東西，很簡(jiǎn)單，其它廠(chǎng)商的爐子都有接“燒”高模量碳纖維的訂單。還記得此前中國不小心“燒”1100T模量的碳纖維，美國軍方直接在下飛機時(shí)帶走三名日本東麗工程師的事件不，萬(wàn)一哪天不小心“燒”這個(gè)“高導熱石墨聚酰亞胺薄膜”與“燒”那個(gè)“高模量碳纖維”搞混了，招惹了美國軍方怎么辦？
有人說(shuō)，那就讓他們擴產(chǎn)唄！現實(shí)是這個(gè)比較難。中國現在正在查環(huán)保，杜邦要保住現在在中國的產(chǎn)能都是個(gè)問(wèn)題，何況還要新拿地擴產(chǎn)！而讓日本企業(yè)擴產(chǎn)也不是那么現實(shí)，看看那個(gè)卡住OLED蒸鍍設備的廠(chǎng)商想提高產(chǎn)能有多困難就知道了！
那么讓中國人發(fā)揮自己的聰明才智，國產(chǎn)化了！首先，國內能生產(chǎn)的廠(chǎng)商就很少。而據李星此前掌握技術(shù)知識顯示，并不是隨便一個(gè)聚酰亞胺配方所生產(chǎn)出來(lái)的材料，都可以生產(chǎn)出散熱速度與儲熱量一樣的石墨片。如果配方不對，聚酰亞胺的分子鏈設計不合理的話(huà)，可能這種高成本生產(chǎn)出來(lái)的石墨散熱片，在散熱效果上跟普通石墨粉層壓出來(lái)的石墨散熱片可能散熱效果會(huì )好那么一點(diǎn)點(diǎn)，甚至也有可能沒(méi)什么兩樣。
說(shuō)到底，國內有沒(méi)有廠(chǎng)家可以生產(chǎn)性能指標接近杜邦材料的高端石墨散熱片呢？還真有！問(wèn)題是這家企業(yè)早就瞄上了蘋(píng)果，在其設計出性能可以媲美杜邦聚酰亞胺配方的分子鏈結構后，依托其生產(chǎn)高端聚酰亞胺薄膜的產(chǎn)能，也生產(chǎn)出了雙向同性拉伸聚酰亞胺薄膜，并“燒”出了散熱速度與儲熱量指標達到蘋(píng)果技術(shù)要求標準的產(chǎn)品。
但是為什么人家不賣(mài)給國產(chǎn)手機廠(chǎng)商呢？你說(shuō)明知明后年后蘋(píng)果的高端石墨散熱片會(huì )缺貨，作為準蘋(píng)果供應商會(huì )錯過(guò)蘋(píng)果的高價(jià)訂單來(lái)接國產(chǎn)手機的訂單嗎，而且早在其生產(chǎn)高端聚酰亞胺薄膜和FPC時(shí)，就已經(jīng)不接受?chē)鴥葟S(chǎng)商的無(wú)理帳期要求，停止對國內廠(chǎng)商供貨了。
至于其它小的廠(chǎng)商，在現在的嚴查環(huán)保風(fēng)口之下，能不能拿到生產(chǎn)聚酰亞胺的化工牌照都是個(gè)問(wèn)題。而要上那個(gè)溫度高達3000度高溫“爐子”，更是不知嚇壞了多少消防環(huán)保部門(mén)人員。在與業(yè)界交流時(shí)有廠(chǎng)商表示，一聽(tīng)到企業(yè)有這種“爐子”，不但設備被封，人都差點(diǎn)被關(guān)起來(lái)，因為好多大學(xué)畢業(yè)的“國考公務(wù)員”都不明白一個(gè)小小的企業(yè)，怎么可能掌握如此恐怖“高”科技。
現在的手機芯片運行速度與效能，都已經(jīng)接近電腦芯片，如何保證芯片運行時(shí)的散熱性能，讓芯片的實(shí)際性能徹底發(fā)揮出來(lái)，在手機狹小的空間里面形成有效的熱量管理，也成了手機設計的最關(guān)鍵部分。
而安卓系統的手機使用一段時(shí)間后會(huì )卡，除了軟件系統產(chǎn)生的數據難以管理外經(jīng)常假死之外，手機本身的熱量管量機制不完善或根本沒(méi)有，導致芯片或電池的過(guò)熱開(kāi)關(guān)頻繁啟動(dòng)有著(zhù)根本的關(guān)系，這也是前兩年很多國內一線(xiàn)品牌在拿到高通的高頻大核CPU后，造出來(lái)的手機運行效果反而不如高通的低頻小核CPU手機原因。
隨著(zhù)手機支持VR\AR\裸眼3D等功能，手機芯片的發(fā)熱量肯定會(huì )快速上升。加上現在蘋(píng)果又帶動(dòng)行業(yè)推動(dòng)3D人臉識別與建模，這些以操作速度作為用戶(hù)體驗主要指標的應用出來(lái)后，手機硬件的熱量管理將成為能不能打造出高端手機初始門(mén)檻。否則的話(huà)，即便是國產(chǎn)手機能拿到國際上一流的芯片資源，或設計出高跑分芯片來(lái)給國產(chǎn)手機用，也很難做出一部性能出色、用戶(hù)體驗優(yōu)秀的高端手機來(lái)。
但要做好手機的熱量管理機制，如果連最基本的散熱儲熱材料都拿不到，或者制造不出來(lái)，那也根本就無(wú)從下手。從某些方面來(lái)講，iPhoneX在3D touch 上增加一層石墨散熱片，不但解決了iPhoneX改用OLED后的3D touch功能穩定性難題，同時(shí)也變相的壟斷了市場(chǎng)上的高端石墨散熱片資源，斬斷了國產(chǎn)高價(jià)手機擴張之路，可謂蘋(píng)果iPhoneX之心，真是比石墨片還黑。
近日總理在講話(huà)中說(shuō)：“我們一定要轉變觀(guān)念，不是石油、鐵礦才是資源，人是最大的資源。如果人實(shí)現了就業(yè)，那就是人力資源；再進(jìn)一步提升專(zhuān)業(yè)技能，就變成了人才資源。”，“人力資源和人才資源是中國經(jīng)濟最大的活力和潛力所在！”。說(shuō)得好啊，不是石墨礦才是散熱片的資源，能研發(fā)出石墨散熱片的人才是散熱片的資源，人才資源是中國國產(chǎn)高端手機發(fā)揮期手機性能與潛力所在！
01月07日 18:14
