Tecnologia de refrigeració de semiconductors

Amb la recerca contínua de la potència informàtica humana, cada cop s'insereixen més transistors al xip informàtic. La densitat de cada unitat de càlcul està augmentant. Al mateix temps, una freqüència més alta també aporta una tensió de treball i un consum d'energia més elevats al xip. Es pot predir que en els propers anys, continuarem per millorar el rendiment informàtic del xip, la qual cosa també significa que també hem de resoldre contínuament el problema de dissipació de calor de la temperatura del xip.

La tecnologia de refrigeració de semiconductors basada en el principi de l'efecte termoelèctric és un nou mètode de refrigeració amb alta controlabilitat, ús senzill i baix cost. S'ha utilitzat gradualment en el camp de la dissipació de calor.

L'efecte termoelèctric és una conversió directa de voltatge generada per la diferència de temperatura, i viceversa. Simplement, un dispositiu termoelèctric, quan hi ha una diferència de temperatura entre els seus dos extrems, produirà una tensió, i quan s'aplica una tensió, també produirà una diferència de temperatura. Aquest efecte es pot utilitzar per generar energia elèctrica, mesurar la temperatura i refredar o escalfar objectes. Com que la direcció d'escalfament o refrigeració depèn de la tensió aplicada, els dispositius termoelèctrics faciliten molt el control de la temperatura.

En comparació amb la refrigeració per aire tradicional i la refrigeració líquida, la refrigeració de xips de refrigeració de semiconductors té els avantatges següents: 1 La temperatura es pot reduir per sota de la temperatura ambient;

2. Control precís de la temperatura (utilitzant un circuit de control de temperatura de llaç tancat, la precisió pot arribar a ± 0.1 grau);

3. Alta fiabilitat (els components de refrigeració són dispositius sòlids sense peces mòbils, amb una vida útil de més de 200.000 hores i baixa taxa de fallada);

4. Sense soroll de treball.

Repte de refrigeració TE:

1. Actualment, el coeficient de refrigeració del semiconductor és petit i l'energia consumida durant la refrigeració és molt més gran que la capacitat de refrigeració. La relació de consum d'energia del radiador Tec és massa baixa i el radiador Tec no es pot convertir en la solució de refrigeració principal en aquesta etapa.

2. Quan la fulla de refrigeració TEC funciona, necessita una dissipació efectiva de la calor a l'extrem calent mentre es refreda a l'extrem fred. És a dir, si el dispositiu de refrigeració TEC vol dur a terme una refrigeració d'alta potència i una sortida a la CPU per a la dissipació de calor, també s'ha de dissipar contínuament, la qual cosa comporta la incapacitat del tec d'alta potència per treballar de manera independent.

3. La humitat de l'aire és fàcil de formar condensació a les parts per sota de la temperatura ambient davant l'entorn de gran diferència de temperatura fabricat per tec. Cal dissenyar un determinat entorn de segellat al voltant del processador per evitar el risc de condensació i danys als components de la placa principal.

Amb la millora del procés, la densitat del transistor augmenta i l'àrea de la matriu del paquet del nucli de la CPU es fa cada cop més petita. Segons el principi de la termodinàmica, quan l'àrea de conducció de calor és més petita, es necessita una diferència de temperatura més gran per mantenir el rendiment de conducció de calor. La forma tradicional de dissipació de calor amb una diferència de temperatura més petita no pot resoldre aquest problema. Fins i tot si el consum d'energia de la CPU no és elevat, encara acumularà calor seriosament, donant lloc a un límit de freqüència massa baix. Tec té, naturalment, un atribut de gran diferència de temperatura (la temperatura a l'extrem d'absorció de calor pot arribar fàcilment a - 20 graus), que pot ser la millor solució per resoldre el problema de l'àrea petita i la conducció de calor elevada.