Market Opportunities for Thermal Management Components in Smartphones
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智能手机市场不断增长的热管理挑战
繁荣的智能手机市场预计到2022年将增长至每年21亿美元，为各种不同手机组件和技术解决方案供应商带来了巨大的市场机遇。
加剧智能手机热管理挑战的新应用
智能手机等手持设备面对的热管理挑战日益增长，主要原因在于智能手机功能的不断增加，以及消费者对处理速度的需求不断提高，由此带来了加剧的系统散热问题。新款智能手机需要新的组件来不断满足客户在功能上的需求，例如无线充电、高分辨率摄像头、3D游戏、安全防护、身份验证以及高速流媒体等，更多的组件还带来了更高密度的组件集成，使得系统的热管理更加困难。
事实上，智能手机中包含许多会产生热量的组件，同时也包含很多受热容易影响性能和寿命的组件。过热，会导致锂离子电池等组件产生安全问题。处理器是一款智能手机中发热量最大的组件，其它产生热量的组件还包括图像传感器、光源以及电池等。
现在，正在寻求合适的热管理解决方案来避免智能手机中产生热点，将组件的温度保持的可接受的范围。智能手机的边框和表面也需要保持在相对较低的温度，以避免用户在使用智能手机的过程中感到不适。
智能手机中的主要发热源
智能手机中的热管理解决方案有哪些？
由于智能手机的尺寸限制，以及用户特定的使用习惯，使智能手机很难应用导热槽和风扇等传统的冷却方案。
目前，有多种基于硬件和软件解决方案的热管理方案。软件热管理（STM）具有很多优势。它可以带来更灵活的设计，对现有的热源采取优化的应对措施，能够通过软件升级改善现有产品的散热问题。相比导热管等硬件解决方案，软件热管理不需要在智能手机内部挤占原本就十分有限的空间。
处理智能手机散热问题最优的方案无疑是从源头采用更高性能的芯片，以减少热量的产生。目前在芯片制造方面已经取得了显著提升，2017年引入了10nm工艺节点，芯片包含了“高功率”和“低功率”的多核架构，利用匹配的软件进行控制。然而，未来处理器的提升，可能无法再快速紧跟用户对智能手机功能和性能的需求增长。
因此，日益需要其它热管理解决方案来应对未来智能手机的热管理问题。在本报告中介绍了过去所遇到的相似的趋势，多年前，当导热片的性能无法再满足散热设计糟糕的处理器时，NEC和Sony首次在智能手机中引入了导热管的设计。如今，三星Galaxy S8、LG G5、谷歌Pixel 2 XL等智能手机都在依赖导热管来改善系统的热管理问题。
导热管技术在智能手机中的应用历史
在不远的将来，均热板（vapor chamber）的散热性能或能优于导热管。多家厂商都正在开发超薄型均热板，例如Furukawa Electric（古河电气）、TaiSol（泰硕电子）、AVC（Asia Vital Components）以及Delta（台达），不过仍然面临不小的技术挑战。
均热板 vs. 现有热管理解决方案
智能手机中的热管理创新技术及其供应商
直到近期，智能手机组件和器件设计商对智能手机中的热管理关注度仍然不高。
除了一些“专用”的热管理组件，如导热管和导热片，大部分智能手机组件在设计和制造时都没有真正考虑散热性能的问题。
据Yole分析，这种情况会在未来大幅改观。目前，智能手机中每立方毫米的空间都在激烈争夺，以集成新的组件实现新的功能或安置更大的电池，未来将会更加关注现有组件的散热特性，而取代额外添加的占据空间的热管理组件。
未来努力的方向将主要集中在封装端，在芯片封装和印刷电路板（PCB）方面。这两种解决方案将占据2022年热管理解决方案市场36亿美元总体规模的75%以上。其中，扇出型封装解决方案和高密度散热强化型PCB，将尤其受关注。Mektec、Samsung Electro-Mechanics、AT&S 和Unimicron等领先PCB供应商，以及Amkor Technology、ASE、TSMC和STATS ChipPAC等领先封装厂商，将纷纷涉足智能手机的热管理强化浪潮。将多种功能集成在一个组件中，也是未来智能手机热管理可以采用的其它有效方案之一。
尽管智能手机产业对成本十分敏感，但热管理组件海量的需求，仍将带来可观的市场规模。此外，新的技术解决方案也能够相比竞争对手带来更多的产品差异化价值，并在其它应用领域带来新的市场机遇，例如医疗、游戏、微型投影、虚拟现实以及无人机等。
2016~2022年智能手机热管理组件市场预测
报告涉及的部分公司：Amkor Technology, AT&S, Apple, ARM, ASUSTeK Computer, Inc. (ASUS), Auras, Asia Vital Components (AVC), Broadcom, CCI, Compeq Manufacturing, DECA Technologies, Furukawa Electric, Huawei, Coolpad, HiSilicon, Henkel, Huawei, HTC, Intel, Lenovo, LG, Mediatek, Microsoft, Nvidia Corp., Nanium, Nippon Mekron, NXP, Oppo, Qualcomm, Samsung, Samsung Electro-Mechanics Co, Schoeller Electronics Systems, SONY, STATS ChipPAC, Vivo, Taisol Group, TCL, Tripod Technology, TSMC, Xiaomi, Zhen Ding Technology, ZTE…
报告目录：
Introduction
Executive summary
Global smartphone market trends
Thermal issues in smartphones
> Main reasons why a smartphone gets hot
> What are the main heat sources in a smartphone?
> Thermal management priority levels
> Thermal management solutions in smartphones
> Classification of thermal management solutions in a smartphone
> Different ways to deal with heat in a smartphone
> TM solutions at different packaging levels
> Synergies of TM for smartphones with other applications
Technology and market challenges
> Challenges to thermal management in smartphones
> Factors strengthening smartphone TM challenges
> Smartphone cooling system features sought
> Smartphones are getting slimmer and slimmer – or, are they?
Market forecast
> Methodology
> 2016-2022 smartphone market in Munits
> 2016-2022 smartphone market value in $ million
> Leading smartphone companies in 2016 – units sold per year
> Leading smartphone companies in 2016 – revenues
> Smartphone bill of materials in 2016
> Smartphone thermal management bill of materials in 2016 and 2022
> Market value of thermal management components in smartphones
Smartphone components and their role in thermal management
Processor
> Hardware and software improvements
> Single-core vs. multiple-core processor
> Comparative table of different processors
> Low efficient processor - additional thermal solutions needed
Packaging and PCB
> Smartphone as a driver for packaging development
> Packaging in smartphones: still little focus on thermal characteristics
> Benefits of fan-out packaging over other packages
> Comparison of different packaging technologies in smartphones
> Underfill
> PCB materials
> PCB and thermal management in smartphones
> PCB surface area in different smartphones – comparative graph
> Smartphone PCB main specifications
> PCB – how to improve thermal spreading capability?
Thermal sheet
Heat pipe and vapor chamber
> Advantages & inconvenience of using heat pipes in smartphones
> Heat pipes in smartphone - Timeline
> Heat pipe as thermal management improvement in Samsung Galaxy S7
> Comparison heat pipe & graphite thermal sheet
> Vapor chamber structure and principle
> Heat pipe vs. vapor chamber in smartphone applications
Battery
Smartphone enclosure
Other thermal management components
> Air fan/air blower
> Heat absorbent films/pads of Phase change materials
> Thermoelectric cooling
> Midframe
Software solutions for thermal management in smartphones
Technology trends
Wireless charging
Thermal characterization, simulation and testing
Supply chain> Smartphone microprocessor and software management supply chain> Packaging: Fan-out manufacturers> Packaging: Fan-out supply chain> Underfill players> Heat pipes: who supplies who?> Vapor chamber developers for smartphones> Smartphone PCB suppliers
Conclusions
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