Met de vooruitgang van 5G, cloudcomputing, kunstmatige intelligentie en big data zijn de reken- en transmissielasten van communicatieapparatuur en datacenters snel toegenomen. Naarmate de vermogensdichtheid van chips blijft stijgen, is thermisch management uitgegroeid tot een van de kernuitdagingen in het systeemontwerp.
Met de vooruitgang van 5G, cloudcomputing, kunstmatige intelligentie en big data zijn de reken- en transmissielasten van communicatieapparatuur en datacentra er s zijn snel toegenomen. Naarmate de vermogensdichtheid van chips blijft stijgen, is thermisch management uitgegroeid tot een van de kernuitdagingen in het systeemontwerp. Of het nu gaat om RF-vermoeversterkermodules en optische modules binnen 5G-basisstations, of om de CPU's, GPU's en schakelchips in datacentra er s, efficiënt thermisch management binnen beperkte ruimtes is essentieel om een stabiele werking op lange termijn te garanderen. Onvoldoende thermisch ontwerp kan leiden tot te hoge junctietemperaturen van apparaten, wat resulteert in prestatieverlies, hogere uitvalpercentages, verkorte levensduur en zelfs systeemuitval, met aanzienlijke economische verliezen tot gevolg.
Typische thermische managementuitdagingen voor communicatieapparatuur zijn: compacte afmetingen, hoge vermogensdichtheid en beperkte koelruimte; complexe installatieomgevingen waarbij buitenbasisstations extreme temperatuurschommelingen, neerslag, stof en zoutnevel moeten weerstaan; de eis dat basisstationapparatuur continu zonder onderbreking moet functioneren, wat zeer betrouwbare, onderhoudsvrije koeloplossingen vereist; naast overwegingen voor gewicht, kosten en energieverbruik om de totale eigendomskosten (TCO) van exploitanten te verlagen. Datacent er krijgt te maken met uitdagingen zoals een complexe luchtvloeistruktuur binnen racks, duidelijke geconcentreerde warmteplekken en hoog energieverbruik van ventilatoren, wat vereist dat er een balans wordt gevonden tussen thermische efficiëntie en PUE (Power Usage Effectiveness).
Er kunnen meerdere oplossingen voor thermisch beheer worden ingezet voor verschillende toepassingsscenario's in de telecommunicatie en datacentra er voor 5G-basistationversterkers en AAU's (Actieve Antenne Units) worden er vaak heatpipes of warmteverspreiders in combinatie met Skived Fin-koellichamen gebruikt. Deze verdelen de warmte van de chip snel en gelijkmatig naar de lamellen, die deze vervolgens via natuurlijke convectie afvoeren. Voor buiten geplaatste apparatuur met hoog vermogen kunnen koellichamen met lamellen of gegoten monolithische koellichamen worden ontworpen, waarbij oppervlaktebehandelingen zoals anodiseren of coating de corrosieweerstand verbeteren. Bij datacenterservers wordt doorgaans gebruikgemaakt van geforceerde luchtkoeling door koellichamen te combineren met ventilatoren, waarbij pin-fin koellichamen veelvuldig worden toegepast vanwege hun omnidirectionele warmteafvoer en hoge thermische efficiëntie. Voor high-performance computing (HPC) en AI-trainingclusters nemen vloeistofkoelsystemen steeds meer toe. Deze maken gebruik van koudeplaten om warmte direct over te dragen naar een circulerend vloeistofsysteem, waardoor de junctietemperatuur en het stroomverbruik van ventilatoren aanzienlijk worden verlaagd.
EN
