เทคโนโลยีทำความเย็นเซมิคอนดักเตอร์ทำความเย็น

ด้วยการแสวงหาพลังการประมวลผลของมนุษย์อย่างต่อเนื่อง จึงมีการเพิ่มทรานซิสเตอร์เข้าไปในชิปประมวลผลมากขึ้นเรื่อยๆ ความหนาแน่นของหน่วยคำนวณแต่ละหน่วยเพิ่มขึ้น ในเวลาเดียวกัน ความถี่ที่สูงขึ้นยังนำแรงดันการทำงานและการใช้พลังงานที่สูงขึ้นมาสู่ชิปด้วย สามารถคาดการณ์ได้ว่าในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า เราจะดำเนินการปรับปรุงประสิทธิภาพการประมวลผลของชิปต่อไป ซึ่งหมายความว่าเรายังต้องแก้ปัญหาการกระจายความร้อนของอุณหภูมิชิปอย่างต่อเนื่อง

เทคโนโลยีทำความเย็นแบบทำความเย็นเซมิคอนดักเตอร์ตามหลักการของเทอร์โมอิเล็กทริกเป็นวิธีการทำความเย็นแบบใหม่ที่มีการควบคุมสูง ใช้งานง่าย และต้นทุนต่ำ ได้ถูกนำมาใช้อย่างค่อยเป็นค่อยไปในด้านการกระจายความร้อน

เอฟเฟกต์เทอร์โมอิเล็กทริกคือการแปลงแรงดันไฟฟ้าโดยตรงที่เกิดจากความแตกต่างของอุณหภูมิ และในทางกลับกัน เพียงแค่ใส่อุปกรณ์เทอร์โมอิเล็กทริก เมื่อปลายทั้งสองของมันมีความแตกต่างของอุณหภูมิ มันจะสร้างแรงดันไฟฟ้า และเมื่อแรงดันถูกนำไปใช้กับอุปกรณ์ มันจะสร้างความแตกต่างของอุณหภูมิด้วย เอฟเฟกต์นี้สามารถใช้เพื่อสร้างพลังงานไฟฟ้า วัดอุณหภูมิ และทำให้วัตถุเย็นลงหรือให้ความร้อน เนื่องจากทิศทางของการทำความร้อนหรือความเย็นขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ อุปกรณ์เทอร์โมอิเล็กทริกจึงทำให้การควบคุมอุณหภูมิทำได้ง่ายมาก

ชิปทำความเย็นเซมิคอนดักเตอร์ทำความเย็นชิปคูลลิ่งมีข้อดีดังต่อไปนี้: 1 อุณหภูมิจะลดลงต่ำกว่าอุณหภูมิห้อง;

2. การควบคุมอุณหภูมิที่แม่นยำ (โดยใช้วงจรควบคุมอุณหภูมิแบบวงปิด ความแม่นยำสามารถเข้าถึง ± 0.1 องศา );

3. ความน่าเชื่อถือสูง (ส่วนประกอบทำความเย็นเป็นอุปกรณ์ที่เป็นของแข็งโดยไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว มีอายุการใช้งานมากกว่า 200,000 ชั่วโมงและอัตราความล้มเหลวต่ำ)

4. ไม่มีเสียงรบกวนจากการทำงาน

ความท้าทายในการทำความเย็น TE:

1. ปัจจุบันค่าสัมประสิทธิ์การทำความเย็นของเซมิคอนดักเตอร์มีขนาดเล็ก และพลังงานที่ใช้ในระหว่างการทำความเย็นมากกว่าความสามารถในการทำความเย็นมาก อัตราส่วนการใช้พลังงานของหม้อน้ำ Tec ต่ำเกินไป และหม้อน้ำ Tec ไม่สามารถกลายเป็นระบบระบายความร้อนหลักได้ในขั้นตอนนี้

2. เมื่อใบมีดทำความเย็น TEC ทำงาน จำเป็นต้องมีการกระจายความร้อนอย่างมีประสิทธิภาพที่ปลายร้อนในขณะที่เย็นตัวที่ปลายเย็น กล่าวคือ หากอุปกรณ์ทำความเย็น TEC ต้องการดำเนินการทำความเย็นกำลังสูงและส่งออกไปยัง CPU เพื่อระบายความร้อน ก็จะต้องกระจายตัวอย่างต่อเนื่องด้วย ส่งผลให้ tec กำลังสูงทำงานอย่างอิสระไม่ได้

3. ความชื้นในอากาศทำให้เกิดการควบแน่นได้ง่ายในส่วนที่ต่ำกว่าอุณหภูมิห้องเมื่อเผชิญกับสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกันของอุณหภูมิขนาดใหญ่ที่ผลิตโดย tec จำเป็นต้องออกแบบสภาพแวดล้อมการปิดผนึกบางอย่างรอบๆ โปรเซสเซอร์ เพื่อหลีกเลี่ยงความเสี่ยงจากการควบแน่นและความเสียหายต่อส่วนประกอบเมนบอร์ดหลัก

ด้วยการปรับปรุงกระบวนการนี้ ความหนาแน่นของทรานซิสเตอร์จะเพิ่มขึ้น และพื้นที่ดายของแพ็คเกจของคอร์ CPU จะเล็กลงและเล็กลง ตามหลักการของอุณหพลศาสตร์ เมื่อพื้นที่การนำความร้อนมีขนาดเล็กลง ความแตกต่างของอุณหภูมิจะต้องมากขึ้นเพื่อรักษาประสิทธิภาพการนำความร้อน รูปแบบการกระจายความร้อนแบบดั้งเดิมที่มีอุณหภูมิแตกต่างกันน้อยกว่าไม่สามารถแก้ปัญหานี้ได้ แม้ว่าการใช้พลังงานของ CPU จะไม่สูง แต่ก็ยังสะสมความร้อนได้อย่างจริงจัง ส่งผลให้มีการจำกัดความถี่ต่ำเกินไป โดยธรรมชาติแล้ว Tec มีคุณสมบัติความแตกต่างของอุณหภูมิมาก (อุณหภูมิที่จุดสิ้นสุดการดูดซับความร้อนสามารถเข้าถึงได้ง่ายถึง - 20 องศา ) ซึ่งอาจเป็นทางออกที่ดีที่สุดในการแก้ปัญหาพื้นที่ขนาดเล็กและการนำความร้อนสูง