Félvezető hűtési technológia

Az emberi számítási teljesítmény folyamatos törekvésével egyre több tranzisztor kerül a számítási chipbe. Az egyes számítási egységek sűrűsége növekszik. Ugyanakkor a magasabb frekvencia magasabb üzemi feszültséget és energiafogyasztást is eredményez a chip számára. Megjósolható, hogy a következő években továbbra is törekszünk a chip számítási teljesítményének javítására, ami egyben azt is jelenti, hogy folyamatosan meg kell oldanunk a chip hőmérsékletének hőelvezetési problémáját is.

A termoelektromos hatás elvén alapuló félvezető hűtési technológia egy új hűtési módszer, nagy szabályozhatósággal, egyszerű használattal és alacsony költséggel. Fokozatosan alkalmazzák a hőelvezetés területén.

A termoelektromos hatás a hőmérséklet-különbség által generált feszültség közvetlen átalakítása, és fordítva. Leegyszerűsítve egy termoelektromos eszköz, amikor a két vége között hőmérsékletkülönbség van, akkor feszültséget termel, ha pedig feszültséget kapcsolunk rá, akkor szintén hőmérsékletkülönbséget. Ez a hatás felhasználható elektromos energia előállítására, hőmérséklet mérésére, valamint tárgyak hűtésére vagy melegítésére. Mivel a fűtés vagy hűtés iránya az alkalmazott feszültségtől függ, a termoelektromos eszközök nagyon egyszerűvé teszik a hőmérséklet szabályozását.

A hagyományos léghűtéssel és folyadékhűtéssel összehasonlítva a félvezető hűtőchip hűtés a következő előnyökkel rendelkezik: 1 A hőmérséklet szobahőmérséklet alá csökkenthető;

2. Pontos hőmérsékletszabályozás (zárt hurkú hőmérsékletszabályozó áramkör használatával a pontosság elérheti a ± 0,1 fokot);

3. Nagy megbízhatóság (a hűtési alkatrészek mozgó alkatrészek nélküli szilárd eszközök, amelyek élettartama meghaladja a 200 000 órát és alacsony meghibásodási arány);

4. Nincs működési zaj.

TE hűtési kihívás:

1. Jelenleg a félvezető hűtési tényezője kicsi, és a hűtés során felhasznált energia sokkal nagyobb, mint a hűtési kapacitás. A Tec radiátor energiafogyasztási aránya túl alacsony, és a Tec radiátor ebben a szakaszban nem lehet a fő hűtési megoldás.

2. Amikor a TEC hűtőlapát működik, hatékony hőelvezetésre van szüksége a meleg végén, míg a hideg végén hűtésre van szüksége. Azaz, ha a TEC hűtőberendezés nagy teljesítményű hűtést akar végrehajtani, és hőelvezetés céljából kimenni a CPU-ba, akkor azt is folyamatosan disszipálni kell, ami azt eredményezi, hogy a nagy teljesítményű tec nem tud önállóan működni.

3. A tec által gyártott nagy hőmérséklet-különbség mellett a levegőben lévő nedvesség könnyen lecsapódik a szobahőmérséklet alatti részeken. Szükséges egy bizonyos tömítési környezet kialakítása a processzor körül, hogy elkerüljük a páralecsapódás kockázatát és a fő kártya alkatrészeinek károsodását.

A folyamat javításával a tranzisztor sűrűsége nő, és a CPU mag csomagolószerszáma egyre kisebb lesz. A termodinamika elve szerint, ha a hővezetési terület kisebb, nagyobb hőmérséklet-különbségre van szükség a hővezetési teljesítmény fenntartásához. A hagyományos, kisebb hőmérsékletkülönbségű hőleadási forma ezt a problémát nem tudja megoldani. Még ha a CPU energiafogyasztása nem is magas, akkor is komolyan felhalmozódik a hő, ami túl alacsony frekvenciakorlátot eredményez. A Tec természetesen nagy hőmérséklet-különbséggel rendelkezik (a hőmérséklet a hőelnyelő végén könnyen elérheti a - 20 fokot), ami a legjobb megoldás lehet a kis terület és a nagy hővezetés problémájának megoldására.