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新基建5G:不断提高的散热挑战
19 Jun 2020

5G:不断提高的散热挑战

新基建”以5G基站建设、特高压、城际高速铁路和城市轨道交通、新能源汽车充电桩、大数据中心、人工智能、工业互联网七大领域为代表的新型基础设施建设,其中在通讯中5G相关电子设备互连系统将是“耗电大户”散热技术若能升级将能赋能“新基建”的巨大能量。

相比4G网络,5G提速可高达10-100倍,更快网速、更低时延、高可靠性和连接,将使得包括自动驾驶、智慧城市、工业互联及万物互联成为可能,但100倍的数据传输速率,意味着5G设备需要更大的功率,其发热量的指数级增长以及陡然上升的温度控制难度。在5G通信中,到2025年,I/O高速连接器相关基础建设将消耗全球大量的电力,不仅要适应全球各地的极端气候,还要保持-40℃~55℃的正常工作温度,在有限的空间中对散热器的结构设计、新材料新工艺无非都提出了新的挑战。

在空间、速度、散热都受到挑战的情况下。如何在三者之间找到平衡点就必须透过新技术、新工艺、新材料结合。

举例来说-透过增加更多的通风孔、利用热管(Heat Pipe)、将散热器改变为卡扣式翅片(zipper fin)、涂覆石墨烯(Graphene)和利用导热垫片,都有机会实践降低温度但每个方法都有其优缺点,具体实践方式需取决于产品运行的环境。

Nextron正凌将分享两种有效的方法在I/O高速连接器QSFP-DD上进行散热,这两种方法都通过系统验证(例如气流和机械装配)配合整合技术、工艺、材料到整体体设计中来优化热性能。

卡扣式翅片散热器(Zipper Fin)

铲齿型散热器由于制造方法的限制,铝制挤压鳍片高宽比最大为20,而卡扣式翅片(zipper fin)的高宽比最高可以达到40。散热器的散热性能取决于散热片面积越大越好。在相同的空间下,较小密度的散热片可以产生更多的空间置入鳍片。铝制挤压散热片最小宽度为0.5mm,而卡扣式翅片(zipper fin)可以低至0.1mm。

在这种情况下,Nextron正凌 比较了铝制挤压和卡扣式翅片散热器(zipper fin),鳍片的宽度为0.5mm,极限高度分别为7.5mm和20mm。在2 CFM空气流动条件下,卡扣式翅片散热器(zipper fin) 的鳍片热阻比铝挤型有效降低温度8.1%。这表明卡扣式翅片散热器(zipper fin)可以通过更大的表面积来增强散热性能。

熱管散热器(Heat Pipe)

当连接器空间有限的时候可透过热管将热量转移至与连接器相近的客制散热器进行冷却,此方法成效极高。由于客制散热器创造更大的散热空间而比单一散热器能转移更多的热能,因此对于5G或更高时代的到来至关重要。

Nextron 正凌 通过多年的经验与独特的设计定制设计了热管散热器的解决方案。概念是在两层之间插入金属块,通过连接金属块和客制散热器之间的热管将热量转移。结果表明在低至2 CFM的空气流量下,散热性能可提高23.9%,这是对标准解决方案的巨大改进。Nextron 正凌能够通过利用系统中的可用空间来最大化散热性能,从而为有效客户提供有效的解决方案。

Nextron 正凌在与全球主要品牌合作解决散热问题方面具有丰富的经验。 借助内部仿真软件(如SolidWorks)和风道测试设备,Nextron 正凌致力于散热解决方案,我们经过一系列可靠的检驗,以确保产品合格。 在产品开发方面透過成功的经验和经验丰富的工程团队,Nextron 正凌精密工业致力以最优惠的价格为客户设计和实现与竞争对手相比的客制散热解决方案。

 


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