Tecnologia di raffreddamento a refrigerazione a semiconduttore
Con la continua ricerca della potenza di calcolo umana, sempre più transistor vengono inseriti nel chip di calcolo. La densità di ciascuna unità di calcolo è in aumento. Allo stesso tempo, una frequenza più alta porta anche una maggiore tensione di lavoro e consumo energetico al chip. Si può prevedere che nei prossimi anni continueremo a perseguire il miglioramento delle prestazioni di calcolo del chip, il che significa anche che dobbiamo anche risolvere continuamente il problema della dissipazione del calore della temperatura del chip.
La tecnologia di raffreddamento a refrigerazione a semiconduttore basata sul principio dell'effetto termoelettrico è un nuovo metodo di raffreddamento con elevata controllabilità, utilizzo semplice e basso costo. È stato gradualmente utilizzato nel campo della dissipazione del calore.
L'effetto termoelettrico è una conversione diretta della tensione generata dalla differenza di temperatura e viceversa. In poche parole un dispositivo termoelettrico, quando c'è una differenza di temperatura tra le loro due estremità, produrrà una tensione e quando viene applicata una tensione, produrrà anche una differenza di temperatura. Questo effetto può essere utilizzato per generare energia elettrica, misurare la temperatura e raffreddare o riscaldare oggetti. Poiché la direzione del riscaldamento o del raffreddamento dipende dalla tensione applicata, i dispositivi termoelettrici rendono molto semplice il controllo della temperatura.
Rispetto al raffreddamento ad aria tradizionale e al raffreddamento a liquido, il raffreddamento a chip di refrigerazione a semiconduttore presenta i seguenti vantaggi: 1 La temperatura può essere ridotta al di sotto della temperatura ambiente;
2. Controllo accurato della temperatura (utilizzando il circuito di controllo della temperatura a circuito chiuso, la precisione può raggiungere ± 0.1 gradi);
3. Alta affidabilità (i componenti di refrigerazione sono dispositivi solidi senza parti mobili, con una vita utile di oltre 200000 ore e un basso tasso di guasti);
4. Nessun rumore di lavoro.
Sfida di raffreddamento TE:
1. Attualmente, il coefficiente di refrigerazione del semiconduttore è piccolo e l'energia consumata durante la refrigerazione è molto maggiore della capacità di refrigerazione. Il rapporto di consumo energetico del radiatore Tec è troppo basso e il radiatore Tec non può diventare la soluzione di raffreddamento tradizionale in questa fase.
2. Quando la lama di refrigerazione TEC è in funzione, è necessaria un'efficace dissipazione del calore all'estremità calda mentre si raffredda all'estremità fredda. Vale a dire, se il dispositivo di refrigerazione TEC vuole eseguire la refrigerazione ad alta potenza e l'uscita alla CPU per la dissipazione del calore, deve anche essere continuamente dissipato, con conseguente impossibilità del tec ad alta potenza di funzionare in modo indipendente.
3. L'umidità nell'aria è facile da formare condensa nelle parti al di sotto della temperatura ambiente a fronte della grande differenza di temperatura ambiente prodotta dalla tec. È necessario progettare un determinato ambiente di tenuta attorno al processore per evitare il rischio di condensazione e danni ai componenti della scheda principale.
Con il miglioramento del processo, la densità del transistor aumenta e l'area del die del pacchetto del core della CPU diventa sempre più piccola. Secondo il principio della termodinamica, quando l'area di conduzione del calore è minore, è necessaria una maggiore differenza di temperatura per mantenere le prestazioni di conduzione del calore. La tradizionale forma di dissipazione del calore con una differenza di temperatura inferiore non può risolvere questo problema. Anche se il consumo di energia della CPU non è elevato, accumulerà comunque calore seriamente, con conseguente limite di frequenza troppo basso. Tec ha naturalmente un attributo di grande differenza di temperatura (la temperatura all'estremità di assorbimento del calore può facilmente raggiungere i - 20 gradi), che potrebbe essere la soluzione migliore per risolvere il problema della piccola area e dell'elevata conduzione del calore.
