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 den snabba utvecklingen av 5G, molnberäkningar, artificiell intelligens och stora datamängder har beräknings- och överföringsbelastningen för kommunikationsutrustning och datacenter ökat kraftigt. Eftersom kretsars effekttäthet fortsätter att öka har värmebegränsning 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 utmaningar inom värmebehandling för kommunikationsutrustning inkluderar: kompakt formfaktor, hög effekttäthet och begränsat kylutrymme; komplexa installationsmiljöer där utomhusbasstationer utsätts för extrema temperaturcykler, nederbörd, damm och saltvattenstänk; kravet på att basstationsutrustning ska kunna fungera kontinuerligt utan avbrott, vilket kräver mycket tillförlitliga och underhållsfria kylösningar; samt överväganden gällande vikt, kostnad och energiförbrukning för att minska operatörernas totala ägandekostnad (TCO). Databaser står inför utmaningar såsom komplex luftflödesorganisation i rack, tydliga lokaliserade hotta zoner 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 datacenter. För effektförstärkare och AAU:n (Active Antenna Units) i 5G-basstationer används ofta värmerör eller värmeledarskivor kombinerade med Skived Fin-kylflänsar. 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 kylflänsar med taggar eller monolitiska tryckgjutna kylflänsar, där ytbehandlingar som anodisering eller beläggning ökar korrosionsmotståndet. I datacenterservrar används vanligtvis tvångsande med kylflänsar kombinerade med fläktar, där kylflänsar med pinnstruktur är 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 fläkternas energiförbrukning.
EN
