Comunicaciones y centros de datos

Con el avance del 5G, la computación en la nube, la inteligencia artificial y el big data, las cargas de cálculo y transmisión de equipos de comunicación y centros de datos han aumentado rápidamente. A medida que la densidad de potencia de los chips continúa aumentando, la gestión térmica se ha convertido en uno de los desafíos centrales en el diseño del sistema. Ya sea que se trate de la Módulos de amplificadores de potencia de RF y módulos ópticos dentro de estaciones base 5G, o de las CPUs, GPUs y chips de conmutación en centros de datos er s, la gestión térmica eficiente en espacios confinados es esencial para garantizar un funcionamiento estable a largo plazo. Un diseño térmico inadecuado puede provocar temperaturas excesivas en la unión del dispositivo, lo que resulta en degradación del rendimiento, mayor tasa de fallos, reducción de la vida útil e incluso interrupciones del sistema, causando pérdidas económicas significativas.

Los desafíos típicos de gestión térmica para equipos de comunicación incluyen: factores de forma compactos, alta densidad de potencia y espacio limitado para enfriamiento; entornos de instalación complejos donde las estaciones base exteriores soportan ciclos extremos de temperatura, precipitaciones, polvo y niebla salina; el requisito de que los equipos de estaciones base funcionen continuamente sin interrupciones, lo que exige soluciones de enfriamiento altamente confiables y libres de mantenimiento; junto con consideraciones sobre peso, costo y consumo de energía para reducir el costo total de propiedad (TCO) de los operadores. Los centros de datos enfrentan desafíos como la organización compleja del flujo de aire dentro de los bastidores, puntos calientes localizados pronunciados y alto consumo energético de los ventiladores, lo que requiere un equilibrio entre eficiencia térmica y PUE (Eficiencia de Uso de Energía).

Se pueden emplear múltiples soluciones de gestión térmica para diferentes escenarios de aplicación en telecomunicaciones y centros de datos. Para amplificadores de potencia de estaciones base 5G y AAUs (Unidades de Antena Activas), comúnmente se utilizan tubos de calor o difusores térmicos combinados con disipadores de calor de aletas talladas (Skived Fin). Estos distribuyen rápidamente y de forma uniforme el calor del chip hacia las aletas, que luego lo disipan mediante convección natural. Para equipos exteriores de alta potencia, se pueden diseñar disipadores de calor con aletas o disipadores monolíticos de fundición a presión, con tratamientos superficiales de anodizado o recubrimiento que mejoran la resistencia a la corrosión. Los servidores de centros de datos suelen emplear diseños de refrigeración por aire forzado que combinan disipadores de calor con ventiladores, donde los disipadores tipo alfiler (pin-fin) son ampliamente adoptados por su disipación de calor omnidireccional y alta eficiencia térmica. Para sistemas de computación de alto rendimiento (HPC) y clústeres de entrenamiento de inteligencia artificial (AI), las soluciones de refrigeración líquida son cada vez más prevalentes. Estas utilizan placas frigoríficas para transferir directamente el calor a un sistema de líquido en circulación, reduciendo significativamente las temperaturas de unión y el consumo de energía de los ventiladores.