Med utvecklingen av 5G, molntjänster, artificiell intelligens och stora datamängder har beräknings- och överföringsbelastningen för kommunikationsutrustning och datacenter snabbt ökat. När kretsars effekttäthet fortsätter att stiga har värmevärdsadministration blivit en av de centrala utmaningarna i systemdesign.
Med utvecklingen av 5G, molntjänster, artificiell intelligens och stora datamängder har beräknings- och överföringsbelastningen för kommunikationsutrustning och datacent er har snabbt ökat. När kretsars effekttäthet fortsätter att stiga har värmevärdsadministration blivit en av de centrala utmaningarna i systemdesign. Oavsett om det gäller RF-effektförstärkarmoduler och optiska moduler i 5G-basstationer, eller CPU:er, GPU:er och switch-chips i datacent er s, effektiv termisk hantering i begränsade utrymmen är avgörande för att säkerställa långsiktig stabil drift. Otillräcklig termisk design kan leda till överdrivna kretsens junctionstemperaturer, vilket resulterar i försämrad prestanda, ökad felfrekvens, förkortad livslängd och till och med systemavbrott, vilket orsakar betydande ekonomiska förluster.
Typiska termiska hanteringsutmaningar för kommunikationsutrustning inkluderar: kompakta format, hög effekttäthet och begränsat kylutrymme; komplexa installationsmiljöer där utomhusbasstationer utsätts för extrema temperaturcykler, nederbörd, damm och saltvattenstänk; kravet på att basstationsutrustning ska kunna drivas kontinuerligt utan avbrott, vilket kräver mycket pålitliga, underhållsfria kylösningar; samt hänsynstagande till vikt, kostnad och energiförbrukning för att minska operatörernas totala ägar- (TCO). Data cent er står inför utmaningar såsom komplex luftflödesorganisation inom rack, tydliga lokaliserade heta punkter och hög fläktenergiförbrukning, vilket kräver en balans mellan termisk effektivitet och PUE (Power Usage Effectiveness).
Olika lösningar för termisk hantering kan användas för olika tillämpningsscenarier inom telekommunikation och datacentraler er för 5G-basstationers effektförstärkare och AAU (Active Antenna Units) används vanligtvis värmerör eller värmeledarskivor i kombination med fräsade flänskylare. Dessa sprider värmen från kretsen snabbt och jämnt till flänsarna, som sedan avger värmen via naturlig konvektion. För utomhusutrustning med hög effekt kan man designa kylare med flänsar eller monolitiska tryckgjutna kylare, där ytbehandling med anodisering eller beläggning förbättrar korrosionsmotståndet. Dataserverhallar använder typiskt tvångskylning med flänskylare kombinerade med fläktar, där pin-fin-kylare är mycket vanliga tack vare sin riktningsoberoende värmeavledning och höga termiska verkningsgrad. För högprestandadatorer (HPC) och AI-utbildningskluster blir vätskekylning allt vanligare. Dessa system använder kallplattor för att direkt överföra värme till ett cirkulerande vätskesystem, vilket avsevärt minskar junctionstemperaturen och fläktarnas energiförbrukning.
EN
