Halbleiter-Kältetechnik
Mit dem kontinuierlichen Streben nach menschlicher Rechenleistung werden immer mehr Transistoren in den Rechenchip eingesetzt. Die Dichte jeder Recheneinheit nimmt zu. Gleichzeitig bringt eine höhere Frequenz auch eine höhere Arbeitsspannung und einen höheren Stromverbrauch für den Chip. Es ist absehbar, dass wir in den nächsten Jahren weiter daran arbeiten werden, die Rechenleistung des Chips zu verbessern, was auch bedeutet, dass wir auch das Wärmeableitungsproblem der Chiptemperatur kontinuierlich lösen müssen.
Die auf dem Prinzip des thermoelektrischen Effekts basierende Halbleiterkältetechnik ist ein neues Kühlverfahren mit hoher Regelbarkeit, einfacher Handhabung und geringen Kosten. Es wurde allmählich im Bereich der Wärmeableitung eingesetzt.
Der thermoelektrische Effekt ist eine direkte Umwandlung der durch Temperaturdifferenz erzeugten Spannung und umgekehrt. Einfach ausgedrückt ein thermoelektrisches Gerät, wenn es eine Temperaturdifferenz zwischen ihren beiden Enden gibt, wird es eine Spannung erzeugen, und wenn eine Spannung an es angelegt wird, wird es auch eine Temperaturdifferenz erzeugen. Dieser Effekt kann genutzt werden, um elektrische Energie zu erzeugen, die Temperatur zu messen und Objekte zu kühlen oder zu erwärmen. Da die Richtung der Erwärmung oder Kühlung von der angelegten Spannung abhängt, machen thermoelektrische Geräte die Temperaturregelung sehr einfach.
Gegenüber der herkömmlichen Luftkühlung und Flüssigkeitskühlung hat die Kühlung von Halbleiterkältechips folgende Vorteile: 1 Die Temperatur kann unter Raumtemperatur gesenkt werden;
2. Genaue Temperaturregelung (mit geschlossenem Temperaturregelkreis kann die Genauigkeit ± 0,1 ° C erreichen);
3. Hohe Zuverlässigkeit (Kühlkomponenten sind solide Geräte ohne bewegliche Teile, mit einer Lebensdauer von mehr als 200000 Stunden und niedriger Ausfallrate);
4. Kein Arbeitsgeräusch.
Herausforderung bei der Kühlung von TE:
1. Derzeit ist der Kühlkoeffizient des Halbleiters gering, und der Energieverbrauch während der Kühlung ist viel größer als die Kältekapazität. Das Energieverbrauchsverhältnis des Tec-Heizkörpers ist zu niedrig, und der Tec-Kühler kann zu diesem Zeitpunkt nicht zur Mainstream-Kühllösung werden.
2. Wenn das TEC-Kühlblatt arbeitet, benötigt es eine effektive Wärmeableitung am heißen Ende, während es am kalten Ende kühlt. Das heißt, wenn das TEC-Kühlgerät eine Hochleistungskälte durchführen und zur Wärmeableitung an die CPU ausgeben möchte, muss es auch kontinuierlich abgeführt werden, was dazu führt, dass High-Power-Tec nicht unabhängig arbeiten kann.
3. Die Feuchtigkeit in der Luft ist leicht, Kondensation in den Teilen unterhalb der Raumtemperatur angesichts der von tec hergestellten Umgebung mit großen Temperaturdifferenzen zu bilden. Es ist notwendig, eine bestimmte Dichtungsumgebung um den Prozessor herum zu entwickeln, um das Risiko von Kondensation und Beschädigung der Hauptplatinenkomponenten zu vermeiden.
Mit der Verbesserung des Prozesses erhöht sich die Transistordichte und die Package-Die-Fläche des CPU-Kerns wird immer kleiner. Nach dem Prinzip der Thermodynamik ist bei einer kleineren Wärmeleitungsfläche eine größere Temperaturdifferenz erforderlich, um die Wärmeleitungsleistung aufrechtzuerhalten. Die traditionelle Wärmeableitungsform mit geringerer Temperaturdifferenz kann dieses Problem nicht lösen. Selbst wenn der CPU-Stromverbrauch nicht hoch ist, sammelt er immer noch ernsthaft Wärme an, was zu einer zu niedrigen Frequenzbegrenzung führt. Tec hat natürlich eine große Temperaturdifferenz (die Temperatur am Ende der Wärmeabsorption kann leicht - 20 ° C erreichen), was die beste Lösung sein kann, um das Problem der kleinen Fläche und der hohen Wärmeleitung zu lösen.
