Die 3D-VC-Technologie trägt dazu bei, dass 5G-Basisstationen ein geringes Gewicht und eine hohe Integration erreichen
Mit der rasanten Entwicklung der 5G-Technologie sind effiziente Kühlung und Wärmemanagement zu wichtigen Herausforderungen beim Design von 5G-Basisstationen geworden. In diesem Zusammenhang bietet die 3D-VC-Technologie (3D-Zweiphasen-Temperaturausgleichstechnologie) als innovative Wärmemanagementtechnologie eine Lösung für 5G-Basisstationen. Mit der zunehmenden Anzahl gemeinsam genutzter Szenarien, die von Betreibern gemeinsam entwickelt werden, steigt die Nachfrage nach „hoher Leistung und voller Bandbreite“ allmählich. Verteilte 5G-Basisstationen entwickeln sich ständig in Richtung Multifrequenzintegration, was zu einem kontinuierlichen Anstieg des Stromverbrauchs der Basisstationen und einer kontinuierlichen Erhöhung der thermischen Leistungsdichte führt, was eine große Herausforderung für das Wärmemanagement der Basisstationen darstellt.
Die Zweiphasen-Wärmeübertragung beruht auf der latenten Wärme des Phasenwechsels des Arbeitsmediums, um Wärme zu übertragen, was die Vorteile einer hohen Wärmeübertragungseffizienz und einer guten Temperaturgleichmäßigkeit mit sich bringt. In den letzten Jahren wurde es häufig zur Wärmeableitung elektronischer Geräte eingesetzt. Aus dem Entwicklungstrend der zweiphasigen Temperaturausgleichstechnologie ist ersichtlich, dass sich vom linearen Temperaturausgleich eindimensionaler Wärmerohre zum planaren Temperaturausgleich zweidimensionaler VC schließlich ein dreidimensionaler integrierter Temperaturausgleich entwickeln wird ist der Weg der 3D-VC-Technologie:
3D-VC bezieht sich auf den Prozess der Verbindung der Substratkavität mit der PCI-Zahnkavität durch Schweißen, wodurch eine integrierte Kavität entsteht. Der Hohlraum wird mit Arbeitsflüssigkeit gefüllt und verschlossen. Das Arbeitsmedium verdampft auf der Seite des Substrathohlraums in der Nähe des Chipendes, kondensiert auf der Seite des Zahnhohlraums am anderen Ende der Wärmequelle und bildet durch Schwerkraftantrieb und Schaltungsdesign einen Zweiphasenkreislauf, wodurch ein idealer Temperaturausgleichseffekt erzielt wird .
3D-VC kann den durchschnittlichen Temperaturbereich und die Wärmeableitungskapazität erheblich verbessern, mit technischen Eigenschaften wie „hohe Wärmeleitfähigkeit, guter durchschnittlicher Temperatureffekt und kompakter Struktur“; 3D VC reduziert die Wärmeübertragungstemperaturdifferenz durch das integrierte Design des Substrats und der Wärmeableitungszähne weiter, erhöht die Gleichmäßigkeit des Substrats und der Wärmeableitungszähne, verbessert die Effizienz der konvektiven Wärmeübertragung und kann die Chiptemperatur bei hohem Wärmefluss erheblich senken Bereiche. Es ist der Schlüssel zur Lösung des Wärmeübertragungsproblems in Szenarien mit hohem Wärmefluss zukünftiger 5G-Basisstationen und bietet die Möglichkeit zur Miniaturisierung und zum Leichtbau von Basisstationsprodukten.
Die 5G-Basisstation verfügt über Chips mit lokal hoher Wärmeflussdichte, was zu Schwierigkeiten bei der lokalen Wärmeableitung führt. Durch aktuelle Technologien wie wärmeleitende Materialien, Schalenmaterialien und zweidimensionalen Temperaturausgleich (Substrat HP/Zahn PCI) kann der Wärmewiderstand von Kühlkörpern reduziert werden, die Verbesserung der Wärmeableitung für Bereiche mit hohem Wärmefluss ist jedoch sehr begrenzt .
Ohne den Einsatz externer beweglicher Komponenten zur Verbesserung der Wärmeableitung überträgt 3D-VC die Wärme effizient vom Chip zum entfernten Ende der Zähne, um die Wärme durch die Wärmediffusion einer dreidimensionalen Struktur abzuleiten. Es bietet die Vorteile einer „effizienten Wärmeableitung, einer gleichmäßigen Temperaturverteilung und einer Reduzierung von Hotspots“ und kann die Engpassanforderungen der Wärmeableitung von Hochleistungsgeräten und des Temperaturausgleichs im Bereich mit hohem Wärmefluss erfüllen.
3D VC durchbricht die Einschränkungen der Wärmeleitfähigkeit von Materialien durch Phasenwechselhomogenisierung, verbessert den Homogenisierungseffekt erheblich und verfügt über ein flexibles Layout und vielfältige Formen. Es handelt sich um eine wichtige technische Richtung für zukünftige 5G-Basisstationen, um die Anforderungen an ein hochdichtes und leichtes Design zu erfüllen. Darüber hinaus bietet 3D VC als innovative Wärmemanagementtechnologie große Anwendungsvorteile in 5G-Basisstationen. Es kann mit der Entwicklung von 5G-Basisstationen nach „hoher Leistung und voller Bandbreite“ mithalten und die Anforderungen der Kunden an „geringes Gewicht und hohe Integration“ erfüllen. Es ist von großer Bedeutung und potenziellem Wert für die Entwicklung der 5G-Kommunikation.
