เทคโนโลยีระบายความร้อน TEC

ด้วยการแสวงหาพลังการประมวลผลของมนุษย์อย่างต่อเนื่อง ทรานซิสเตอร์จึงถูกใส่เข้าไปในชิปประมวลผลมากขึ้นเรื่อยๆ ความหนาแน่นของหน่วยคำนวณแต่ละหน่วยมีมากขึ้น ในขณะเดียวกัน ความถี่ที่สูงขึ้นยังทำให้แรงดันไฟฟ้าในการทำงานและการใช้พลังงานสูงขึ้นไปยังชิปอีกด้วย คาดการณ์ได้ว่าในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า เราจะดำเนินการปรับปรุงประสิทธิภาพการประมวลผลของชิปต่อไป ซึ่งหมายความว่าเรายังต้องแก้ปัญหาความร้อนของอุณหภูมิชิปอย่างต่อเนื่อง

เทคโนโลยีการทำความเย็น TEC ที่ใช้หลักการของเทอร์โมอิเล็กทริกเอฟเฟกต์เป็นวิธีการทำความเย็นแบบใหม่ที่มีความสามารถในการควบคุมสูง ใช้งานง่าย และต้นทุนต่ำ มีการใช้อย่างค่อยเป็นค่อยไปในด้านการกระจายความร้อน

 เทอร์โมอิเล็กตริกเอฟเฟกต์คือการแปลงโดยตรงของแรงดันไฟฟ้าที่เกิดจากความแตกต่างของอุณหภูมิ และในทางกลับกัน เพียงแค่ใส่อุปกรณ์เทอร์โมอิเล็กทริก เมื่อมีความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างปลายทั้งสองด้าน ก็จะสร้างแรงดันไฟฟ้า และเมื่อป้อนแรงดันไฟฟ้าเข้าไป ก็จะสร้างความแตกต่างของอุณหภูมิด้วย เอฟเฟกต์นี้สามารถใช้เพื่อสร้างพลังงานไฟฟ้า วัดอุณหภูมิ และทำให้วัตถุเย็นหรือร้อน เนื่องจากทิศทางของการทำความร้อนหรือความเย็นขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ อุปกรณ์เทอร์โมอิเล็กทริกทำให้การควบคุมอุณหภูมิทำได้ง่ายมาก

เมื่อเทียบกับการระบายความร้อนด้วยอากาศแบบดั้งเดิมและการระบายความร้อนด้วยของเหลว การระบายความร้อนด้วยชิปทำความเย็นของเซมิคอนดักเตอร์มีข้อดีดังต่อไปนี้:

1. อุณหภูมิสามารถลดลงต่ำกว่าอุณหภูมิห้อง

2. การควบคุมอุณหภูมิที่แม่นยำ (โดยใช้วงจรควบคุมอุณหภูมิแบบวงปิด ความแม่นยำสามารถเข้าถึง ± 0.1 องศา );

3. ความน่าเชื่อถือสูง (ส่วนประกอบเครื่องทำความเย็นเป็นอุปกรณ์แข็งที่ไม่มีชิ้นส่วนเคลื่อนไหว มีอายุการใช้งานมากกว่า 200,000 ชั่วโมงและอัตราความล้มเหลวต่ำ)

4. ไม่มีเสียงรบกวนจากการทำงาน

ความท้าทายในการระบายความร้อนของ TEC:

1. ในปัจจุบัน ค่าสัมประสิทธิ์การทำความเย็นของเซมิคอนดักเตอร์มีขนาดเล็ก และพลังงานที่ใช้ระหว่างการทำความเย็นนั้นมากกว่าความสามารถในการทำความเย็นมาก อัตราส่วนการใช้พลังงานของหม้อน้ำ Tec ต่ำเกินไป และหม้อน้ำของ Tec ไม่สามารถเป็นโซลูชันระบายความร้อนหลักได้ในขั้นตอนนี้

2. เมื่อใบพัดทำความเย็นของ TEC ทำงาน จะต้องมีการกระจายความร้อนอย่างมีประสิทธิภาพที่ส่วนปลายที่ร้อน ในขณะที่ระบายความร้อนที่ส่วนปลายที่เย็น กล่าวคือ หากอุปกรณ์ทำความเย็นของ TEC ต้องการดำเนินการทำความเย็นกำลังสูงและส่งออกไปยัง CPU เพื่อกระจายความร้อน จะต้องมีการกระจายความร้อนอย่างต่อเนื่อง ส่งผลให้ tec พลังงานสูงไม่สามารถทำงานได้อย่างอิสระ

3. ความชื้นในอากาศทำให้เกิดการควบแน่นได้ง่ายในส่วนที่ต่ำกว่าอุณหภูมิห้องเมื่อเผชิญกับสภาพแวดล้อมที่มีความแตกต่างของอุณหภูมิมากซึ่งผลิตโดย tec จำเป็นต้องออกแบบสภาพแวดล้อมการปิดผนึกรอบๆ โปรเซสเซอร์เพื่อหลีกเลี่ยงความเสี่ยงของการควบแน่นและความเสียหายต่อส่วนประกอบของเมนบอร์ด

ด้วยการปรับปรุงกระบวนการ ความหนาแน่นของทรานซิสเตอร์จะเพิ่มขึ้น และพื้นที่ดายบรรจุภัณฑ์ของคอร์ CPU จะมีขนาดเล็กลงเรื่อยๆ ตามหลักการของเทอร์โมไดนามิกส์ เมื่อพื้นที่การนำความร้อนมีขนาดเล็กลง จำเป็นต้องมีความแตกต่างของอุณหภูมิที่มากขึ้นเพื่อรักษาประสิทธิภาพการนำความร้อน รูปแบบการทำความเย็นแบบดั้งเดิมที่มีความแตกต่างของอุณหภูมิน้อยกว่าไม่สามารถแก้ปัญหานี้ได้ แม้ว่าการใช้พลังงานของ CPU จะไม่สูง แต่ก็ยังมีความร้อนสะสมอย่างมาก ส่งผลให้ขีดจำกัดความถี่ต่ำเกินไป Tec มีแอตทริบิวต์ความแตกต่างของอุณหภูมิมากโดยธรรมชาติ (อุณหภูมิที่ปลายการดูดซับความร้อนสามารถสูงถึง - 20 องศา ) ซึ่งอาจเป็นทางออกที่ดีที่สุดในการแก้ปัญหาพื้นที่ขนาดเล็กและการนำความร้อนสูง