Med fremgangen innen 5G, skyteknologi, kunstig intelligens og stor datamengde har regne- og overføringsbelastningen for kommunikasjonsutstyr og datasentre økt raskt. Ettersom kretsens effekttetthet fortsetter å stige, har termisk håndtering blitt en av de sentrale utfordringene i systemdesign.
Med fremgangen innen 5G, skybasert databehandling, kunstig intelligens og stor datamengde har beregnings- og overføringsbelastningen for kommunikasjonsutstyr og datasentre økt raskt. Ettersom krafttettheten til chip fortsetter å stige, har termisk styring blitt en av de sentrale utfordringene i systemdesign. Uansett om det gjelder RF-effektforsterkermoduler og optiske moduler i 5G-basestasjoner, eller CPU-er, GPU-er og bryterkretser i datasentre eR s, effektiv termisk styring i begrensede rom er avgjørende for å sikre langvarig stabil drift. Utilstrekkelig termisk design kan føre til overdreven temperatur i enhetens krysningspunkt, noe som resulterer i svekket ytelse, økte feilrater, redusert levetid og til og med systemavbrudd, med betydelige økonomiske tap til følge.
Typiske utfordringer innen termisk styring for kommunikasjonsutstyr inkluderer: kompakte formfaktorer, høy effekttetthet og begrenset plass til kjøling; komplekse installasjonsmiljø der utendørs basestasjoner utsettes for ekstreme temperatursykluser, nedbør, støv og saltvannssprøyte; kravet om at basestasjonsutstyr skal fungere kontinuerlig uten avbrudd, noe som krever svært pålitelige og vedlikeholdsfrie kjøleløsninger; samt vekt, kostnad og energiforbruk for å redusere driftsoperatørens totale eierskapskostnader (TCO). Datasentre står overfor utfordringer som kompleks luftstrømsorganisering i rack, tydelige lokale varmepunkter og høyt vifteenergiforbruk, noe som krever en balanse mellom termisk effektivitet og PUE (Power Usage Effectiveness).
Flere løsninger for termisk styring kan brukes for ulike anvendelsesscenerier innen telekommunikasjon og datasentre. For effektforsyningsforsterkere og AAU-er (Active Antenna Units) i 5G-basestasjoner, brukes ofte varmerør eller varmespredere kombinert med Skived Fin-kjølelegemer. Disse fordeler varme fra chip raskt og jevnt til finnene, som deretter spres ut via naturlig konveksjon. For utendørs høyeffektutstyr kan finnkjølere eller die-cast monolitiske kjølelegemer designes, med overflatebehandling som anodisering eller coating for å forbedre korrosjonsbestandighet. Datasenterservere bruker typisk tvungen luftkjøling med kombinasjon av kjølelegemer og vifte, hvor pin-fin-kjølelegemer er mye brukt på grunn av sin tredimensjonale varmespredning og høye termiske effektivitet. For high-performance computing (HPC) og AI-treningskluster, er væskekjølingsløsninger økende vanlig. Disse bruker cold plates for å overføre varme direkte til et sirkulerende væskesystem, noe som betydelig reduserer krysnings temperaturer og vifteforbruk.
EN
