Η καινοτομία στην τεχνολογία ψύξης είναι η βέλτιστη λύση για την ανάπτυξη ηλεκτρονικών συσκευών υψηλής απόδοσης
Καθώς τα τσιπ επαναλαμβάνονται προς την υψηλή πυκνότητα, την υψηλή ολοκλήρωση και την υψηλή υπολογιστική ισχύ, η ισχύς και η πυκνότητα ισχύος τους εκτινάσσονται συνεχώς στα ύψη και η «υψηλή θερμική πυκνότητα» έχει γίνει ένα σημαντικό εμπόδιο στην ανάπτυξη της τεχνολογίας ημιαγωγών υψηλής ισχύος. Δεδομένης της συνεχούς αύξησης της κατανάλωσης ενέργειας από τσιπ, η τεχνολογία υγρόψυκτης ψύξης λαμβάνει αυξανόμενη προσοχή. Ωστόσο, λόγω του υψηλού κόστους και των πολύπλοκων λύσεων, η τρέχουσα τεχνολογία υδρόψυκτου πάνελ απέχει ακόμα κάποια απόσταση από την ιδανική λύση απαγωγής θερμότητας στη βιομηχανία.
Θεωρητικά, όσο χαμηλότερη είναι η θερμοκρασία ενός τσιπ, τόσο μεγαλύτερη είναι η διάρκεια ζωής του και τόσο πιο σταθερή η απόδοσή του. Αλλά για να επιτευχθούν χαμηλότερες θερμοκρασίες τσιπ, το κόστος ψύξης που πρέπει να πληρώσει η βιομηχανία είναι πολύ υψηλό και το σημείο ισορροπίας της βελτίωσης της απόδοσης, λαμβάνοντας επίσης υπόψη το κόστος δεν έχει ακόμη επιτευχθεί. Από αυτή την άποψη, η βιομηχανία μπορεί να υιοθετήσει διαφορετικούς συνδυασμούς τεχνολογίας ή να συνεργαστεί για την ανάπτυξη σχετικών προϊόντων για διάφορα υλικά απαγωγής θερμότητας, τεχνολογίες και σενάρια εφαρμογής, προκειμένου να εξερευνήσει βέλτιστες λύσεις υπό τις τρέχουσες συνθήκες αποδεκτού κόστους.
Όταν η κατανάλωση ενέργειας φτάσει σε δεκάδες ή εκατοντάδες watt, πρέπει να χρησιμοποιηθεί ένας σωλήνας θερμότητας για την εξαγωγή θερμότητας από το τσιπ. Αφού η θερμότητα εξαπλωθεί σε μεγαλύτερα πτερύγια απαγωγής θερμότητας, χρησιμοποιείται ένας ανεμιστήρας για να τη φυσήξει, ο οποίος περιλαμβάνει έναν συνδυασμό τεχνολογίας απορρόφησης θερμότητας αλλαγής φάσης, αγωγιμότητας θερμότητας και μεταφοράς θερμότητας. Μέχρι στιγμής, η συντριπτική πλειοψηφία των υπολογιστών και των διακομιστών έχει υιοθετήσει αυτόν τον συνδυασμό σωλήνων θερμότητας, πτερυγίων και ανεμιστήρων. Ωστόσο, καθώς η κατανάλωση ισχύος της CPU φτάνει σταδιακά τα 300 Watt, 500 Watt ή ακόμα και τα 800 Watt Εκείνη την εποχή, η μέγιστη ικανότητα απαγωγής θερμότητας του σωλήνα θερμότητας και του ανεμιστήρα είχε σπάσει. Λόγω της αδυναμίας προσαρμογής στην ανάπτυξη της βιομηχανίας μέσω της χρήσης λύσεων σωλήνων θερμότητας και ανεμιστήρων πολλών ετών, πρέπει να υιοθετηθούν τεχνολογίες απαγωγής θερμότητας υγρής ψύξης, όπως υδρόψυκτα πάνελ.
Λόγω της συνεχούς αύξησης της κατανάλωσης ενέργειας από τσιπ, οι αναδυόμενες τεχνολογίες ψύξης, όπως η πλάκα υγρής ψύξης, τυγχάνουν αυξανόμενης προσοχής. Σε σύγκριση με τη μεταφορά αέρα των σωλήνων θερμότητας με πτερύγια και ανεμιστήρες, η υγρή ψυχρή πλάκα υιοθετεί μια μέθοδο μεταφοράς υγρού, η οποία πραγματοποιεί ανταλλαγή θερμότητας μέσω ροής υγρού με μεγαλύτερη ταχύτητα και υψηλότερη απόδοση. Ωστόσο, λόγω του υψηλού κόστους και των πολύπλοκων λύσεων, η τεχνολογία υγρής ψύξης δεν έχει ακόμη επιτύχει μια τάξη μεγέθους ανάπτυξη. Ωστόσο, έχει γίνει επίσης απαραίτητο σε ορισμένα σενάρια εφαρμογών υψηλής ισχύος, καθώς δεν υπάρχει πιο ιδανική λύση στον κλάδο.
Από το τσιπ θέρμανσης έως τη συσκευή έως το τελικό προϊόν, υπάρχει ζήτηση ψύξης σε κάθε επίπεδο και σύνδεσμο, η οποία περιλαμβάνει διαφορετικά υλικά υποστήριξης, υλικά διεπαφής και υποκείμενα υλικά. Ταυτόχρονα, η εφαρμογή διαφορετικών τεχνολογιών απαγωγής θερμότητας ή σεναρίων εφαρμογής έχει ως αποτέλεσμα διαφορετικές τεχνικές διαδρομές και λύσεις. Και αυτό είναι βέβαιο ότι θα έχει διάφορες πιθανές ευκαιρίες ανάπτυξης και διαφορετικές τεχνολογικές προκλήσεις.
Τα βασικά στοιχεία της τεχνολογίας θερμικής ψύξης περιλαμβάνουν την ποσότητα θερμότητας που παράγεται από το ίδιο το τσιπ, την ένταση της ροής θερμότητας ανά μονάδα επιφάνειας και την απόσταση και τον όγκο στον οποίο μπορεί να διαχυθεί η θερμότητα. Συνήθως, η διάχυση θερμότητας είναι η διαδικασία διάχυσης της θερμότητας από μια πολύ υψηλή απόδοση θερμότητας ή hotspot παραγωγής σε έναν μεγαλύτερο χώρο. Αυτή η διαδικασία μεταφοράς θερμότητας είναι σειριακή και οποιοσδήποτε σύνδεσμος σε αυτήν μπορεί να γίνει συμφόρηση θερμότητας. Η απαγωγή θερμότητας είναι ένα σύστημα μετάδοσης βήμα προς βήμα, όπως από το σημείο θερμότητας Α στο Β, το Γ στο Δ στο Ε και μετά στο F. Εάν η απόδοση μεταφοράς μεταξύ AB, BC ή CD είναι χαμηλή, το τελικό αποτέλεσμα μπορεί να είναι ότι η απόδοση ψύξης από το A έως το F δεν είναι αρκετά υψηλή. Έτσι, κάθε σύνδεσμος πρέπει να βελτιώνει συνεχώς τη θερμική του ικανότητα για να αποφύγει να γίνει εμπόδιο σε ολόκληρη τη διαδρομή. Για τσιπ εξαιρετικά υψηλής πυκνότητας και μονάδες τσιπ (MCM), είναι βέβαιο ότι θα αναπτύξει την απόλυτη βιώσιμη λύση τεχνολογίας ψύξης.
