Comunicações e Centros de Dados

Com o avanço do 5G, computação em nuvem, inteligência artificial e big data, as cargas de computação e transmissão de equipamentos de comunicação e centros de dados aumentaram rapidamente. Com a densidade de potência dos chips continuando a crescer, o gerenciamento térmico tornou-se um dos principais desafios no projeto de sistemas. Independentemente de se tratar do Módulos de amplificador de potência RF e módulos ópticos dentro das estações base 5G, ou das CPUs, GPUs e chips de comutação em centros de dados - Não. s, a gestão térmica eficiente em espaços confinados é essencial para garantir um funcionamento estável a longo prazo. Um projeto térmico inadequado pode levar a temperaturas excessivas na junção do dispositivo, resultando em degradação de desempenho, aumento das taxas de falha, redução da vida útil e até interrupções no sistema, causando perdas econômicas significativas.

Desafios típicos de gerenciamento térmico para equipamentos de comunicação incluem: fatores de forma compactos, alta densidade de potência e espaço limitado para refrigeração; ambientes de instalação complexos onde estações base externas suportam ciclos extremos de temperatura, precipitação, poeira e névoa salina; a exigência de que os equipamentos das estações base operem continuamente sem interrupção, demandando soluções de refrigeração altamente confiáveis e isentas de manutenção; além de considerações sobre peso, custo e consumo de energia para reduzir o custo total de propriedade (TCO) dos operadores. Os centros de dados enfrentam desafios como organização complexa do fluxo de ar dentro dos racks, pontos quentes localizados acentuados e alto consumo de energia dos ventiladores, exigindo um equilíbrio entre eficiência térmica e PUE (Eficiência de Uso de Energia).

Podem ser empregues múltiplas soluções de gestão térmica para diferentes cenários de aplicação em telecomunicações e centros de dados. Para amplificadores de potência de estações base 5G e AAUs (Unidades de Antena Ativa), são comumente utilizados tubos de calor ou espalhadores térmicos combinados com dissipadores de calor do tipo Skived Fin. Esses componentes distribuem rapidamente e de forma uniforme o calor do chip para as aletas, que o dissipam por convecção natural. Para equipamentos externos de alta potência, podem ser projetados dissipadores aletados ou dissipadores monolíticos fundidos, com tratamentos superficiais de anodização ou revestimento para aumentar a resistência à corrosão. Os servidores de centros de dados geralmente empregam designs de refrigeração por ar forçado, combinando dissipadores de calor com ventiladores, sendo os dissipadores com pinos amplamente adotados devido à sua dissipação térmica omnidirecional e alta eficiência térmica. Para computação de alto desempenho (HPC) e clusters de treinamento de IA, soluções de refrigeração líquida estão se tornando cada vez mais prevalentes. Essas soluções utilizam placas frias para transferir diretamente o calor para um sistema líquido em circulação, reduzindo significativamente as temperaturas de junção e o consumo de energia dos ventiladores.