아이폰 16, 발열 잡기 위해 ‘그래핀’ 사용할까?

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아이폰 16, 발열 잡기 위해 ‘그래핀’ 사용할까?

11월 16일(현지시간) IT 팁스터 코수타미(Kosutami)는 자신의 X 계정을 통해 애플이 아이폰 16부터 새로운 냉각 시스템을 도입할 계획이라고 전했다.

아이폰 15 발열 이슈

아이폰 16, 발열 잡기 위해 ‘그래핀’ 사용할까?© 제공: 테크플러스

(출처: 기즈모차이나)

지난 9월 선보인 아이폰 15는 판매 직후부터 발열이 심각하다는 후기가 이어졌다. IT 전문 매체 나인투파이브맥(9to5mac) 소속 이안 젤보(Ian Zelbo)는 자신의 X 계정을 통해 아이폰 15 프로 맥스를 충전할 때 너무 뜨겁다고 전했다. 특히 20~60% 배터리 구간에서 발열이 가장 심하며, 70%를 넘어가면서 비교적 따뜻한 온도로 내려갔으나 여전히 평균보다 뜨거웠다고 설명했다.

지난 9월 23일(현지시간)에는 아이폰 15 프로 맥스 발열 테스트 영상이 중국 비디오 플랫폼에 올라오기도 했다. 5G 네트위크에 연결한 상태에서 모바일 게임을 다운받았을 뿐인데, 기기 온도가 최대 122°F(50℃)까지 상승했다. 고해상도 모드로 게임을 실행해도 마찬가지였다.

아이폰 16, 발열 잡기 위해 ‘그래핀’ 사용할까?© 제공: 테크플러스

(출처: 애플)

당시 원인은 두 가지로 꼽혔다. 우선, 프로 모델에 사용한 ‘티타늄 프레임’ 때문이 아니냐는 의견이 있었다. 애플 분석 전문가 궈밍치(Ming Chi Kuo)는 티타늄이 기존 스테인리스 스틸보다 열 흡수율이 낮다고 주장했다. 그러나 애플은 오히려 그 반대라며 직접 반박에 나섰다.

신형 AP(애플리케이션 프로세서) ‘A17 프로’가 원인일 수 있다는 의견도 나왔다. 나인투파이브맥을 포함한 여러 외신에서는 칩셋에 하자가 있거나 냉각 시스템이 제 기능을 못할 수 있다고 보도했다.

결국 애플은 문제를 공식적으로 인정한 뒤, iOS 17.0.3 버전을 배포했다. 소프트웨어 업데이트를 통해 성능을 낮추지 않으면서 발열 문제를 해결하고자 했다.

아이폰 16, 하드웨어 냉각 시스템 개선할까

아이폰 16, 발열 잡기 위해 ‘그래핀’ 사용할까?© 제공: 테크플러스

(출처: 아이픽스잇)

아이폰 16에서는 하드웨어에 변화를 줄 것으로 보인다. 방열판을 사용해 발열을 낮출 것이라는 추측이 나온다. 현재는 ‘그래핀’ 방열판의 탑재가 유력시 되고 있다. 그래핀은 현재 아이폰 15에서 사용 중인 구리보다 열전도성이 4배나 높고 무게도 가볍다.

방열판 소재는 발열 해결의 핵심이다. 스마트폰은 내부 공간이 좁아 팬을 장착할 수 없다. 대신 방열판으로 열을 배출한다. 하지만 이 또한 공간 제약으로 두께나 크기를 늘리기에는 한계가 있다.

아이폰 16, 발열 잡기 위해 ‘그래핀’ 사용할까?© 제공: 테크플러스

그래핀 (출처: Science in the news)

이 때문에 스마트폰 제조사에서는 방열판은 얇게 만드는 대신 열전도성이 높은 물질을 사용한다. 팁스터 코수타미는 그래핀을 사용할 경우, 배터리 역시 금속 쉘로 변경할 것이라고 설명했다.

애플은 새로운 냉각 기술 기술 개발을 꾸준히 하고 있다. 올 9월에는 ‘전자 장치용 액체 열교환기’라는 명칭의 특허를 미국 특허청(USPTO)에 출원한 바 있다. 전자기 장치가 파이프 속 액체를 순환시켜 열을 방출하는 원리를 담고 있다. 맥부터 애플워치, 아이폰, 아이패드까지 모두 적용할 수 있는 기술이라고 소개했다.

다른 제조사는 어떤 기술 적용했나?

아이폰 16, 발열 잡기 위해 ‘그래핀’ 사용할까?© 제공: 테크플러스

(출처: 샤오미)

스마트폰 발열 문제 해결은 제조사에겐 큰 과제나 다름없다. 이미 다양한 기술이 개발되어 적용되고 있다. 지난 2021년, 샤오미는 인공위성 냉각 시스템과 유사한 ‘원형 냉각 펌프 방열 기술’을 자체 개발했다. 스마트폰 발열 영역에 냉각수를 보내 열을 증발시켜 온도를 낮추는 방식이다.

스마트폰에서 열이 발생하면, 발열부 증발기가 작동하면서 냉각수를 증발시킨다. 여기서 만들어진 증기는 파이프를 통해 흐르다가 응결기에 유입되면 다시 차가운 액체로 변한다. 액체가 된 냉각수는 다시 발열부로 흘러가 스마트폰 열을 식히기 위해 계속 순환한다.

아이폰 16, 발열 잡기 위해 ‘그래핀’ 사용할까?© 제공: 테크플러스

갤럭시 S22 베이퍼 챔버 (출처: PBKreviews)

삼성전자는 갤럭시 언팩 2022 행사에서 S22 시리즈에 적용한 새로운 냉각 기술을 공개했다. 이전 모델 대비 발열이 유독 심했던 S21 시리즈 문제를 해결하기 위한 기술이다.

S22 시리즈에는 스마트폰 내부 열을 방출하는 물질인 ‘젤 팀(TIM)’을 사용했다. 기존 소재보다 AP와 열 분산기 사이 열 전도성을 3.5배 높여 열을 더 빨리 방출한다. 베이퍼 챔버(Vapor Chamber, VC)는 AP부터 배터리 영역까지 커버할 수 있도록 설계 구조를 변경했다. PCB(인쇄 회로 기판) 위에 놓여 있던 기존 위치보다 효율적으로 열을 전달한다.

아이폰 16, 발열 잡기 위해 ‘그래핀’ 사용할까?