Med udviklingen inden for 5G, cloud computing, kunstig intelligens og big data er beregnings- og transmissionsbyrden for kommunikationsudstyr og datacentre hurtigt steget. Efterhånden som kredsløbets effekttæthed stiger, er termisk styring blevet en af de centrale udfordringer i systemdesign.
Med udviklingen inden for 5G, cloud computing, kunstig intelligens og big data er beregnings- og transmissionsbyrden for kommunikationsudstyr og datacentre er har hurtigt steget. Efterhånden som kredsløbets effekttæthed stiger, er termisk styring blevet en af de centrale udfordringer i systemdesign. Uanset om det drejer sig om RF-effektforstærkermoduler og optiske moduler i 5G-basisstationer, eller CPU'er, GPU'er og switch-chips i datacentre er s, effektiv termisk styring i begrænsede rum er afgørende for at sikre langvarig stabil drift. Utilstrækkelig termisk design kan føre til overdrevene enhedsovergangstemperaturer, hvilket resulterer i ydelsesnedgang, øget fejlrate, forkortet levetid og endda systemnedbrud, hvilket medfører betydelige økonomiske tab.
Typiske udfordringer ved termisk styring af kommunikationsudstyr inkluderer: kompakte formfaktorer, høj effekttæthed og begrænset kølingsplads; komplekse installationsmiljøer, hvor udendørs basestationer udsættes for ekstreme temperaturcyklusser, nedbør, støv og saltfosning; krav om, at basestationsudstyr skal kunne fungere kontinuerligt uden afbrydelser, hvilket stiller høje krav til pålidelige, vedligeholdelsesfrie køleløsninger; samt overvejelser vedrørende vægt, omkostninger og energiforbrug for at reducere operatørernes samlede ejerskabsomkostninger (TCO). Data cent er står over for udfordringer såsom kompleks luftstrømsorganisering i rack, markante lokale varmepunkter og højt energiforbrug til ventilatorer, hvilket kræver en balance mellem termisk effektivitet og PUE (Power Usage Effectiveness).
Flere løsninger til termisk styring kan anvendes til forskellige anvendelsesscenarier inden for telekommunikation og datacentre er for 5G-basestations effektforklaringer og AAU'er (Active Antenna Units) anvendes der typisk varmerør eller varmespredere kombineret med Skived Fin-kølelegemer. Disse fordeler varmen fra chippen hurtigt og ensartet til vingerne, som derefter afleder varmen via naturlig konvektion. For udendørs højtydende udstyr kan kølelegemer med vinger eller støbte monolitiske kølelegemer designes, hvor overfladebehandlinger som anodisering eller coating forbedrer korrosionsbestandigheden. Dataservere i datacentre anvender typisk tvungen luftkøling med kølelegemer kombineret med ventilatorer, hvor pin-fin-kølelegemer er udbredt på grund af deres tredimensionelle varmeafledning og høje termiske effektivitet. For high-performance computing (HPC) og AI-træningsclustre bliver væskekølingssystemer stadig mere udbredt. Disse systemer bruger cold plates til direkte at overføre varme til et cirkulerende væskesystem, hvilket markant nedsætter krydstemperaturer og elforbruget til ventilatorer.
EN
