Pooljuht jahutustehnoloogia

Inimese arvutusvõimsuse pideva poole püüdlemisega sisestatakse arvutuskiibile üha rohkem transistore. Iga arvutusüksuse tihedus suureneb. Samas toob kõrgem sagedus kiibile kaasa ka suurema tööpinge ja voolutarbimise. Võib ennustada, et järgmistel aastatel jätkame kiibi arvutusvõime parandamist, mis tähendab ka seda, et peame pidevalt lahendama ka kiibi temperatuuri soojuse hajumise probleemi.

Termoelektrilise efekti põhimõttel põhinev pooljuhtjahutustehnoloogia on uus jahutusmeetod, millel on kõrge juhitavus, lihtne kasutamine ja madal hind. Seda on järk-järgult kasutatud soojuse hajumise valdkonnas.

Termoelektriline efekt on temperatuuride erinevusest tekkiva pinge otsene muundamine ja vastupidi. Lihtsamalt öeldes tekitab termoelektriline seade, kui nende kahe otsa vahel on temperatuuride erinevus, tekitab see pinge ja kui sellele pinge rakendatakse, tekitab see ka temperatuuri erinevuse. Seda efekti saab kasutada elektrienergia genereerimiseks, temperatuuri mõõtmiseks ning esemete jahutamiseks või soojendamiseks. Kuna kütte või jahutamise suund sõltub rakendatavast pingest, muudavad termoelektrilised seadmed temperatuuri reguleerimise väga lihtsaks.

Võrreldes traditsioonilise õhkjahutusega ja vedelikjahutusega on pooljuht-külmutuskiipjahutusel järgmised eelised: 1 Temperatuuri saab alandada alla toatemperatuuri;

2. Täpne temperatuuri reguleerimine (kasutades suletud ahelaga temperatuuri reguleerimise ahelat, võib täpsus ulatuda ± 0,1 kraadini);

3. kõrge töökindlus (külmutuskomponendid on liikuvate osadeta tahked seadmed, mille kasutusiga on üle 200 000 tunni ja madal rikete määr);

4. Töömüra puudub.

TE jahutuse väljakutse:

1. Praegu on pooljuhtide jahutustegur väike ja jahutamisel tarbitav energia on palju suurem kui jahutusvõimsus. Tec-radiaatori energiatarbimise suhe on liiga madal ja Tec-radiaatorist ei saa praeguses etapis peavoolu jahutuslahendust.

2. Kui TEC-külmutuslaba töötab, vajab see tõhusat soojuse hajumist kuumas otsas ja jahutamist külmas otsas. See tähendab, et kui TEC-külmutusseade soovib teostada suure võimsusega jahutamist ja väljundit CPU-le soojuse hajutamiseks, tuleb seda ka pidevalt hajutada, mistõttu suure võimsusega tec ei saa iseseisvalt töötada.

3. Tec toodetud suure temperatuurierinevuse tingimustes võib õhuniiskus toatemperatuurist madalamates osades kergesti kondenseeruda. Protsessori ümber on vaja kujundada teatud tihenduskeskkond, et vältida kondenseerumisohtu ja põhiplaadi komponentide kahjustamist.

Protsessi täiustamisel suureneb transistori tihedus ja CPU südamiku pakendi stantsi pindala muutub järjest väiksemaks. Termodünaamika põhimõtte kohaselt, kui soojusjuhtivusala on väiksem, on soojusjuhtivuse säilitamiseks vaja suuremat temperatuuride erinevust. Traditsiooniline soojuse hajumise vorm väiksema temperatuuride erinevusega ei suuda seda probleemi lahendada. Isegi kui protsessori energiatarve ei ole suur, koguneb see ikkagi tõsiselt soojust, mille tulemuseks on liiga madal sageduspiirang. Tec-l on loomulikult suur temperatuuride erinevuse atribuut (soojuse neeldumisotsa temperatuur võib kergesti ulatuda - 20 kraadini), mis võib olla parim lahendus väikese ala ja kõrge soojusjuhtivuse probleemi lahendamiseks.