Teknologi pendinginan pendingin semikonduktor
Dengan terus-menerus mengejar daya komputasi manusia, semakin banyak transistor yang dimasukkan ke dalam chip komputasi. Kepadatan setiap unit komputasi meningkat. Pada saat yang sama, frekuensi yang lebih tinggi juga membawa tegangan kerja dan konsumsi daya yang lebih tinggi ke chip. Dapat diprediksi bahwa dalam beberapa tahun ke depan, kami akan terus berupaya untuk meningkatkan kinerja komputasi chip, yang juga berarti bahwa kami juga harus terus memecahkan masalah disipasi panas suhu chip.
Teknologi pendinginan pendingin semikonduktor berdasarkan prinsip efek termoelektrik adalah metode pendinginan baru dengan kemampuan kontrol tinggi, penggunaan sederhana, dan biaya rendah. Ini telah secara bertahap digunakan di bidang pembuangan panas.
Efek termoelektrik adalah konversi langsung dari tegangan yang dihasilkan oleh perbedaan suhu, dan sebaliknya. Sederhananya perangkat termoelektrik, ketika ada perbedaan suhu antara kedua ujungnya, itu akan menghasilkan tegangan, dan ketika tegangan diterapkan padanya, itu juga akan menghasilkan perbedaan suhu. Efek ini dapat digunakan untuk menghasilkan energi listrik, mengukur suhu, dan mendinginkan atau memanaskan benda. Karena arah pemanasan atau pendinginan tergantung pada tegangan yang diberikan, perangkat termoelektrik membuat kontrol suhu menjadi sangat mudah.
Dibandingkan dengan pendingin udara dan pendingin cair tradisional, pendinginan chip pendingin semikonduktor memiliki keuntungan sebagai berikut: 1 Suhu dapat dikurangi di bawah suhu kamar;
2. Kontrol suhu yang akurat (menggunakan sirkuit kontrol suhu loop tertutup, akurasi dapat mencapai ± 0.1 derajat);
3. Keandalan tinggi (komponen pendingin adalah perangkat padat tanpa bagian yang bergerak, dengan masa pakai lebih dari 200000 jam dan tingkat kegagalan yang rendah);
4. Tidak ada kebisingan kerja.
Tantangan pendinginan TE:
1. Saat ini, koefisien pendinginan semikonduktor kecil, dan energi yang dikonsumsi selama pendinginan jauh lebih besar daripada kapasitas pendinginan. Rasio konsumsi energi radiator Tec terlalu rendah, dan radiator Tec tidak dapat menjadi solusi pendinginan utama pada tahap ini.
2. Saat bilah pendingin TEC bekerja, diperlukan pembuangan panas yang efektif di ujung panas saat pendinginan di ujung dingin. Artinya, jika perangkat pendingin TEC ingin melakukan pendinginan daya tinggi dan output ke CPU untuk pembuangan panas, itu juga perlu terus menerus dihamburkan, mengakibatkan ketidakmampuan mesin daya tinggi untuk bekerja secara independen.
3. Kelembaban di udara mudah membentuk kondensasi di bagian-bagian di bawah suhu kamar dalam menghadapi lingkungan perbedaan suhu yang besar yang diproduksi oleh tec. Penting untuk merancang lingkungan penyegelan tertentu di sekitar prosesor untuk menghindari risiko pengembunan dan kerusakan pada komponen papan utama.
Dengan peningkatan proses, kepadatan transistor meningkat, dan area paket inti CPU menjadi lebih kecil dan lebih kecil. Menurut prinsip termodinamika, ketika area konduksi panas lebih kecil, perbedaan suhu yang lebih besar diperlukan untuk mempertahankan kinerja konduksi panas. Bentuk disipasi panas tradisional dengan perbedaan suhu yang lebih kecil tidak dapat memecahkan masalah ini. Bahkan jika konsumsi daya CPU tidak tinggi, panas masih akan terakumulasi secara serius, menghasilkan batas frekuensi yang terlalu rendah. Tec secara alami memiliki atribut perbedaan suhu yang besar (suhu di ujung penyerapan panas dapat dengan mudah mencapai - 20 derajat ), yang mungkin merupakan solusi terbaik untuk memecahkan masalah area kecil dan konduksi panas tinggi.
