Tecnologia de refrigeração TEC

Com a busca contínua do poder de computação humano, mais e mais transistores são inseridos no chip de computação. A densidade de cada unidade de computação está aumentando. Ao mesmo tempo, maior frequência também traz maior tensão de trabalho e consumo de energia para o chip. Pode-se prever que, nos próximos anos, continuaremos a buscar melhorar o desempenho de computação do chip, o que também significa que também precisamos resolver continuamente o problema térmico da temperatura do chip.

A tecnologia de resfriamento TEC baseada no princípio do efeito termoelétrico é um novo método de resfriamento com alta controlabilidade, uso simples e baixo custo. Tem sido gradualmente utilizado no campo da dissipação de calor.

 O efeito termoelétrico é uma conversão direta da tensão gerada pela diferença de temperatura e vice-versa. Basta colocar um dispositivo termoelétrico, quando houver uma diferença de temperatura entre suas duas extremidades, ele produzirá uma tensão e, quando uma tensão for aplicada a ele, também produzirá uma diferença de temperatura. Esse efeito pode ser usado para gerar energia elétrica, medir temperatura e resfriar ou aquecer objetos. Como a direção do aquecimento ou resfriamento depende da tensão aplicada, os dispositivos termoelétricos facilitam muito o controle da temperatura.

Em comparação com o resfriamento a ar tradicional e o resfriamento a líquido, o resfriamento de chip de refrigeração semicondutor tem as seguintes vantagens:

1. A temperatura pode ser reduzida abaixo da temperatura ambiente;

2. Controle de temperatura preciso (usando circuito de controle de temperatura em circuito fechado, a precisão pode atingir ± 0,1 grau);

3. Alta confiabilidade (os componentes de refrigeração são dispositivos sólidos sem partes móveis, com vida útil superior a 200.000 horas e baixo índice de falhas);

4. Nenhum ruído de trabalho.

Desafio de resfriamento TEC:

1. Atualmente, o coeficiente de refrigeração do semicondutor é pequeno e a energia consumida durante a refrigeração é muito maior do que a capacidade de refrigeração. A taxa de consumo de energia do radiador Tec é muito baixa e o radiador Tec não pode se tornar a solução de resfriamento principal neste estágio.

2. Quando a lâmina de refrigeração TEC está funcionando, ela precisa de dissipação de calor efetiva na extremidade quente enquanto esfria na extremidade fria. Ou seja, se o dispositivo de refrigeração TEC deseja realizar refrigeração de alta potência e saída para a CPU para dissipação de calor, ele também precisa ser dissipado continuamente, resultando na incapacidade do tec de alta potência de trabalhar de forma independente.

3. A umidade do ar é fácil de formar condensação nas partes abaixo da temperatura ambiente em face da grande diferença de temperatura do ambiente fabricado pela tec. É necessário projetar um certo ambiente de vedação ao redor do processador para evitar o risco de condensação e danos aos componentes da placa principal.

Com a melhoria do processo, a densidade do transistor aumenta e a área da matriz da embalagem do núcleo da CPU torna-se cada vez menor. De acordo com o princípio da termodinâmica, quando a área de condução de calor é menor, uma maior diferença de temperatura é necessária para manter o desempenho da condução de calor. A forma de resfriamento tradicional com menor diferença de temperatura não pode resolver este problema. Mesmo que o consumo de energia da CPU não seja alto, ele ainda acumulará muito calor, resultando em um limite de frequência muito baixo. O Tec naturalmente possui um grande atributo de diferença de temperatura (a temperatura no final da absorção de calor pode facilmente atingir - 20 graus), que pode ser a melhor solução para resolver o problema de pequena área e alta condução de calor.