Les défis du refroidissement des stations de base 5G

D'ici 2025, l'industrie des communications consommera 20% de l'électricité mondiale's, et dans les réseaux de communication mobile, les stations de base sont de gros consommateurs d'électricité, et environ 80% de la consommation d'énergie provient de stations de base largement distribuées. Plus de stations de base cryptées signifient une consommation d'énergie plus élevée, ce qui constitue un défi de coût majeur pour les réseaux 5G.

Du point de vue de la structure énergétique, la consommation d'énergie signifie des coûts plus élevés et une plus grande pression indirecte sur la pollution de l'environnement.

Du point de vue de la conception thermique, la station de base génère plus de chaleur et la difficulté de contrôle de la température augmente fortement.

Les ingénieurs qui ont travaillé dans l'industrie des communications savent que les stations de base de communication sont généralement installées sur des cadres en fer sur le toit des bâtiments et des hauts lieux du terrain. La taille et le poids sont très importants pour la commodité d'installation de l'équipement."Par coïncidence" est que la consommation d'énergie, le volume et le poids sont les conditions limites de conception de base dans la conception thermique.

D'après les habitudes de conception passées, la station de base est un dispositif de dissipation de chaleur naturel clos typique (les applications extérieures nécessitent une étanchéité et une étanchéité à la poussière strictes). Une fois que la chaleur est émise par les composants, il n'y a que deux endroits :

1. Absorbée par les appareils internes, la chaleur est convertie en énergie interne, ce qui fait augmenter la température de l'appareil ;

2. En raison de la différence de température, la chaleur est transférée de l'objet à haute température à l'objet à basse température. Lorsque la température se stabilise, le taux de transfert de chaleur=le taux de génération de chaleur

Pour réduire le volume et le poids des produits, la demande de conception thermique de tels produits a évolué pour maximiser l'efficacité du transfert de chaleur et réduire la résistance au transfert de chaleur dans le même espace. La résistance au transfert de chaleur est ici divisée en résistance thermique interne et résistance thermique externe.

La réduction de la résistance thermique interne nécessite une disposition raisonnable des puces, de sorte que la source de chaleur elle-même soit plus proche de la coque de dissipation thermique. C'est le travail collaboratif d'ingénieurs en matériel informatique et d'ingénieurs en conception thermique.

D'un point de vue matériel, un matériau d'interface thermique doit être appliqué entre la puce et le boîtier. Les stations de base 5G peuvent favoriser une grande amélioration du matériau d'interface thermique, qui se manifeste sous les aspects suivants :

1. La résistance thermique la plus faible possible - une conductivité thermique plus élevée et une meilleure mouillabilité de l'interface sont requises ;

2. Les stations de base de fiabilité sont utilisées dans des environnements extérieurs complexes, partout dans le monde, avec une plage de température de -40C ~ 55C, difficile à maintenir après une défaillance-excellente stabilité thermique, anti-affaissement et anti-fissuration

3. Les stations de base utilisables-5G utilisent une grande quantité de dissipation thermique, et il existe des exigences pour l'automatisation de l'assemblage des matériaux et les contraintes générées dans le processus d'assemblage.

L'efficacité de la dissipation naturelle de la chaleur est limitée. A l'approche du power wall, le refroidissement par air et le refroidissement liquide des stations de base sont également à l'étude. Lorsque la température est bien contrôlée, cela affectera non seulement la fiabilité du produit, mais réduira également la consommation électrique de l'appareil.

La consommation d'énergie statique causée par le courant de fuite augmentera rapidement avec l'augmentation de la température, et avec l'évolution du processus de fabrication des puces, la taille du transistor devient de plus en plus petite et le courant de fuite deviendra de plus en plus grand.

Cela signifie que l'impact de la température sur la consommation d'énergie de la puce deviendra de plus en plus important. Si la température n'est pas correctement contrôlée, la consommation électrique du produit augmentera, ce qui augmentera davantage la température et entraînera une détérioration du cycle thermique du produit.

Ces dernières années, les dépenses d'électricité ont représenté environ 20 % des opérateurs' les frais d'entretien du réseau. Il ne fait aucun doute que les problèmes d'alimentation deviendront une énorme pression pour que les opérateurs investissent dans les réseaux 5G.

Le gouvernement, les opérateurs, les fournisseurs d'équipements et les sociétés de réseau électrique doivent travailler ensemble pour réduire la consommation d'énergie et les coûts d'électricité des stations de base 5G.