Viestintä ja tietokeskukset

5G:n, pilvilaskennan, tekoälyn ja suurten tietomäärien kehityksen myötä viestintälaitteiden ja tietokeskusten laskenta- ja siirtotehtävät eR ovat nousseet nopeasti. Kun piirien tehontiheys jatkaa kasvuaan, lämmönhallinta on muodostunut yhdeksi keskeiseksi haasteeksi järjestelmäsuunnittelussa. Riippumatta siitä, koskee se RF-tehoalueen vahvistinmoduuleja ja optisia moduuleja 5G-tukiasemissa, tai tietokeskusten CPU:ita, GPU:ita ja kytkentäpiirejä eR s, tehokas lämpöhallinta rajoitetuissa tiloissa on välttämätöntä pitkäaikaisen vakion toiminnan varmistamiseksi. Riittämätön lämpösuunnittelu voi johtaa liiallisiin laitteen liitoskohtien lämpötiloihin, mikä puolestaan aiheuttaa suorituskyvyn heikkenemistä, vianmäärän kasvua, käyttöiän lyhenemistä ja jopa järjestelmähäiriöitä, joista seuraa merkittäviä taloudellisia tappioita.

Tyypillisiä lämpöhallintahaasteita viestintälaitteissa ovat: kompaktit muotokoot, korkea tehotiheys ja rajallinen jäähdytystila; monimutkaiset asennusympäristöt, joissa ulkokannattimet kestävät ääriarvoisia lämpötilavaihteluita, sateita, pölyä ja suolakosteutta; vaatimus siitä, että kanttamelaiteiden on toimittava jatkuvasti keskeytyksettä, mikä edellyttää erittäin luotettavia, huoltovapaita jäähdytysratkaisuja; lisäksi huomioidaan paino, kustannukset ja energiankulutus operaattoreiden kokonaisomistuskustannusten (TCO) pienentämiseksi. Tietokesku eR kohtaa haasteita, kuten monimutkainen ilmavirran järjestäminen kehikoiden sisällä, voimakkaat paikalliset kuumat pilkut ja suuri tuulettimen energiankulutus, mikä edellyttää tasapainoa lämpötehokkuuden ja PUE:n (Power Usage Effectiveness) välillä.

Erilaisia lämpöhallintaratkaisuja voidaan käyttää eri sovellustilanteissa tietoliikenteessä ja datakeskuksissa eR 5G-akselin tehovahvistimille ja AAU-yksiköille (aktiiviset antenniyksiköt) käytetään yleisesti lämpöputkia tai lämmönlevittimiä yhdistettynä Skived Fin -lämpöpattereihin. Nämä siirtävät nopeasti ja tasaisesti piirien lämmön finsseihin, jotka hajottavat sen luonnollisen konvektion kautta. Ulkotiloissa käytettävissä suuritehoisissa laitteissa voidaan suunnitella rivojilla varustettuja lämpöpattereita tai painevalukappaleisia monoliittisia lämpöpattereita, joissa pinnoituskäsittelyt kuten anodointi parantavat korroosionkestävyyttä. Tietokeskusten palvelimissa käytetään tyypillisesti pakotettua ilmankuivatusrakennetta, jossa yhdistyvät lämpöpatterit ja tuulettimet, ja jossa pinnafin-lämpöpattereita käytetään laajalti niiden kaikkisuuntaisen lämmönhajotuksen ja korkean lämpötehokkuuden vuoksi. Suorituskykyisten tietokoneiden (HPC) ja tekoälykoulutusklusterien osalta nesteellä jäähdytysratkaisut ovat yhä yleisempiä. Ne käyttävät kylmälevyjä siirtämään lämpöä suoraan kiertoonesteeseen, mikä vähentää huomattavasti liitoskohtien lämpötiloja ja tuulettimien virrankulutusta.