00

引言

近日，关于 iPhone 17 系列的爆料逐渐增多。按照以往的发布时间推测，新机距离发布已不足三个月，目前已进入量产阶段。此次 17 系列在结构与设计上迎来了重大改动，尤其是摄像头模组的突破，引发了大量讨论：其搭载了迄今为止iPhone 史上最大的相机模组，顶部区域几乎完全被模组覆盖，采用三角形排列阵列，这一变化源自内部空间的大幅重构。这一外观变化源于内部空间的重新规划：主板面积缩小20%，并新增散热系统，为硬件升级奠定基础。此前小编也详细讨论过苹果历代的散热解决方案以及设计初衷，感兴趣的同学可以点击下方链接回顾。

在iPhone 17 Pro 上，苹果将首次搭载基于台积电 N3P 工艺制造的 A19 Pro 芯片，并辅以一套全新设计的主动散热结构，以应对日益严峻的高负载使用场景。从架构演进到热设计革新，这不仅是一场单纯的性能升级，更是苹果在先进封装、芯片制程与散热能力之间所展开的一次系统级平衡挑战。智能手机正走向一个“性能-发热共生”的时代，如何突破热瓶颈，成为新旗舰不可回避的命题。

01

关于“N3P”及先进封装热管理

在 iPhone 17 系列中，苹果依旧延续了旗舰与非旗舰芯片分级策略：iPhone 17 与 iPhone 17 Air 将搭载 A19 芯片，而 iPhone 17 Pro 与 Pro Max 则配备规格更高的 A19 Pro 芯片。两者均采用台积电 3nm 家族中的 N3P 工艺节点。

相比上一代 A18 所用的 N3B 工艺，N3P 作为台积电 3nm 的“增强版”，在保持晶体管密度不变的前提下，对性能和功耗进行了进一步优化。根据台积电官方资料，N3P 在同频下可提升约 5% 的性能，或在同等性能下减少约 10% 的功耗。对于移动设备而言，这一变化意味着更高效的算力输出与更可控的热表现。

（1）台积电 N3P：更成熟的 3nm 工艺路线

早在 2022 年，台积电便实现了其第一代 3nm FinFET 工艺（N3）的量产。作为全球最先进的逻辑工艺之一，N3 系列具有出色的 PPA（性能、功耗、面积）特性。随后，台积电推出了 N3E、N3P、N3X 等多种衍生节点，形成了完整的 3nm 工艺生态：

N3E：面向高良率与更宽工艺窗口，适合广泛产品部署；

N3P：提升性能与能效比，适用于移动 SoC 高端市场；

N3X：专为高性能计算（HPC）场景打造；

N3AE：面向车规级应用设计。

据供应链信息，iPhone 17 Pro 系列所使用的 A19 Pro 芯片已采用 N3P 节点的定制版本，在功耗控制与发热表现上均有显著优化。

从下图可以看出台积电的N3系列的主要客户以苹果、高通、英特尔、AMD、英伟达等等。值得一提的是小米发布的玄戒O1芯片据披露信息也是采用的台积电的N3E的工艺。

（2）先进封装热管理

与以往不同，iPhone 17 Pro 的技术升级不仅体现在芯片本身，更重要的是芯片封装与热设计的协同演进。在传统的封装架构中，热流从芯片表面传导到主板，再扩散至机身外壳。但在近年来广泛使用的 CoWoS、InFO 等先进封装技术中，芯片结构不再单一，转向了 多芯片叠层、2.5D/3D 集成，导致热量在芯片堆叠内部可能出现局部聚热，成为系统级热瓶颈。

这就要求厂商必须从封装层级就开始考虑热路径设计。否则，即使芯片本体功耗降低，也可能因为封装内部热不易排出，出现“频率墙”“帧率掉落”等问题，影响整体体验。

在 iPhone 系列上，苹果一直以“精密热路径”设计著称。随着 A19 Pro 的性能提升和架构复杂度增加，苹果势必会进一步强化 SoC 下方的导热能力，或通过增加 SoC 与中框之间的金属热界面，来构建从芯片→封装→机身的完整热通道。此外，封装技术的进步也在一定程度上延续了“摩尔定律”的生命。当前包括倒装芯片（FC）、晶圆级封装（WLP）、系统级封装（SiP）、以及 2.5D/3D 封装等，均属于先进封装体系。其中，2.5D/3D 封装增长最快，正在成为高端芯片热管理与性能协同的新载体。

梁志军

电话：13362866076（微信同号）

邮箱：liangzj@polydt.com

02

关于17的新型散热系统

行业知名分析师郭明錤早于2024年8月29日发布最新报告，透露2025年推出的iPhone 17 Pro Max将配置采用先进的VC与石墨片结合散热方案，提供更卓越的AI能力与更稳定的性能表现。

苹果为iPhone 17 Pro研发了全新的均热板冷却系统，开发者透露该系统可使手机在高负载场景下保持更低温度，芯片核心温度甚至能降低14℃，有效缓解长时间使用的发热问题。

均温板是一种基于与热管相同原理的散热装置：加热的工作流体蒸发，通过外壳（容器）传导热量并消散其热负荷。然后，流体在与冷表面接触时液化并吸回蒸发表面。均温板具有出色的热性能，可用于需要紧凑性和薄性以及高散热性能的情况。如图 所示，均热板由容器和灯芯组成，其中工作流体在减压下封闭。虽然蒸发部分和冷凝部分之间没有严格的界限，但与热源接触并接受热输入的部分是蒸发部分，其余部分是冷凝部分。在容器内部，灯芯的布置是通过毛细管力将工作流体从冷凝部分输送到蒸发部分。

均温板中的传热循环由四种现象组成：（1）蒸发，（2）气体传递，（3）冷凝和 （4）液体传递。热源产生的热量导致工作流体蒸发，蒸汽在均温板内扩散，从而散热。一旦热量散去，蒸汽再次冷凝为液体，并通过具有微小间隙的灯芯的毛细管力循环回热源。均温板的设计目的是通过容器内的蒸汽（气体）运动来散热，因此必须在容器内确保气体可以移动的空间。此外，当均温板的厚度减小时，灯芯需要较高的毛细管力才能将工作流体循环回热源。

均温板依靠内部的吸液芯结构提供凝结液回流的动力，该结构影响了临界热流和热性能。与热管相比，均温板尺寸较小，要达到较小沟槽尺寸以及较高的填粉要求比较困难，对此研究者们不断优化制备工艺。为使之有更好的换热特性，新型的微型吸液芯结构不断被开发出来，同时对吸液芯进行表面处理，显著加强了均温板的综合性能。常见的吸液芯结构主要有3种：微槽道型、 烧结粉末型、烧结丝网型。

苹果并非首次尝试改善散热，但此次显然更具工程化转向的意义：

首次使用手机专属定制VC结构，兼顾薄型化与热扩散能力

重新设计热路径排布，强化芯片到中框的导热效率

与芯片调度算法协同，动态控制温度与性能平衡点

这标志着苹果正在从“被动控制热”的传统策略，向“主动设计热”的系统级热管理策略转变。

03

结语

未来移动芯片的发展将继续围绕高性能、高集成度、AI能力拓展等方向演进。但与此同时，先进制程所引发的“热墙效应”也将愈发严峻。随着手机内部热源更集中、封装更复杂、功率密度更高，传统单一的散热方式将难以为继。我们或许很快就会看到更前沿的两相冷却（如液冷、薄膜蒸发式冷却）方案，从游戏手机，进一步进入主流旗舰阵营。iPhone 17 Pro，只是个开始。性能的边界在哪里，散热的天花板就在哪里。

参考资料

[1] 台积电3nm工艺介绍，硬件起源；

[2] 台积电N3和N2节点：塑造芯片制造的下一个时代，锐芯闻；

[3] 台积电3nm工艺大揭秘！，芯火相承；