Innovation inom kylteknik är den optimala lösningen för högpresterande utveckling av elektroniska enheter
När chips itererar mot hög densitet, hög integration och hög datorkraft, ökar deras kraft och effekttäthet konstant, och "hög termisk densitet" har blivit en stor flaskhals i utvecklingen av högeffekts halvledarteknologi. Med tanke på den kontinuerliga ökningen av strömförbrukningen för chip, får vätskekyld kylteknik allt större uppmärksamhet. Men på grund av höga kostnader och komplexa lösningar är den nuvarande vattenkylda paneltekniken fortfarande en bit från den ideala värmeavledningslösningen i branschen.
I teorin, ju lägre temperatur ett chip har, desto längre livslängd och desto stabilare prestanda. Men för att uppnå lägre spåntemperaturer är kylkostnaden som industrin måste betala för hög, och balanspunkten för att förbättra prestandan samtidigt som man tar hänsyn till kostnaderna har ännu inte uppnåtts. I detta avseende kan industrin anta olika teknikkombinationer eller samarbeta för att utveckla relaterade produkter för olika värmeavledningsmaterial, teknologier och tillämpningsscenarier, för att utforska optimala lösningar under nuvarande kostnadsacceptabla förhållanden.
När strömförbrukningen når tiotals eller hundratals watt måste ett värmerör användas för att exportera värme från chipet. Efter att värmen sprider sig till större värmeavledningsfenor används en fläkt för att blåsa den, vilket innebär en kombination av fasförändringsvärmeabsorption, värmeledning och värmekonvektionsteknik. Hittills har de allra flesta datorer och servrar antagit denna kombination av värmerör, fenor och fläktar. Men eftersom strömförbrukningen för CPU:n gradvis når 300 watt, 500 watt eller till och med 800 watt. Vid den tiden var den maximala värmeavledningskapaciteten för värmeröret och fläkten bruten. På grund av oförmågan att anpassa sig till industriutvecklingen genom att använda år av värmerörs- och fläktlösningar, måste tekniker för vätskekylning av värmeavledning som vattenkylda paneler användas.
På grund av den kontinuerliga ökningen av strömförbrukningen för spån får nya kyltekniker, såsom vätskekylplatta, allt större uppmärksamhet. Jämfört med vindkonvektion av värmerör med fenor och fläktar, antar den flytande kallplattan en vätskekonvektionsmetod, som utför värmeväxling genom vätskeflöde med snabbare hastighet och med högre effektivitet. Men på grund av de höga kostnaderna och de komplexa lösningarna har vätskekylningstekniken ännu inte uppnått en tillväxt i storleksordningen. Men det har också blivit ett måste i vissa scenarier med hög effekt, eftersom det inte finns någon mer idealisk lösning i branschen.
Från värmechipet till enheten till slutprodukten finns det ett kylbehov på varje nivå och länk, vilket involverar olika stödmaterial, gränssnittsmaterial och underliggande material. Samtidigt resulterar tillämpningen av olika värmeavledningstekniker eller tillämpningsscenarier i olika tekniska vägar och lösningar. Och detta kommer säkert att ha olika potentiella utvecklingsmöjligheter och olika tekniska utmaningar.
Kärnelementen i termisk kylningsteknik inkluderar mängden värme som genereras av själva chipet, intensiteten av värmeflödet per ytenhet och avståndet och volymen vid vilken värme kan diffundera. Vanligtvis är värmeavledning processen att sprida värmen från en mycket hög värmeeffekt eller produktionshotspot till ett större utrymme. Denna värmeöverföringsprocess är seriell och varje länk i den kan bli en värmeflaskhals. Värmeavledning är ett steg-för-steg överföringssystem, såsom från värmepunkt A till B, C till D till E och sedan till F. Om överföringseffektiviteten mellan AB, BC eller CD är låg kan slutresultatet vara att kyleffektiviteten från A till F inte är tillräckligt hög. Så varje länk måste kontinuerligt förbättra sin termiska förmåga för att undvika att bli en flaskhals på hela vägen. För ultrahögdensitetschips och chipmoduler (MCM) är det skyldigt att utveckla den ultimata hållbara kyltekniklösningen.
