散热如今已成为一个非常热门的话题。
最明显的例子就是为现代生活提供动力的微处理器。随着芯片上集成的晶体管数量稳步增加,产生的热量也在不断增加。而且,最重要的是,由于新型设备的体积越来越小、集成密度越来越高,这些热量在设备上产生的热面积要小得多。
高性能计算始于半导体层面,半导体是控制电流流动的导体与绝缘体之间的界面,也是所有现代电子产品的基石。
然而,由于功耗较高,对性能提升的持续需求已引发了热管理问题。功耗管理是决定其速度、效率和可靠性的关键因素。因此,拥有强大的热管理解决方案对于优化性能和延长这些组件的使用寿命至关重要。
我们称之为“热管理”,这意味着要利用工具和技术将系统维持在其工作温度范围内,因为许多应用中的要求比单纯降低某物的温度要复杂得多。
到处都在变热
但对创新热管理技术的需求早已超出了微电子学领域的范围。
很少有产品类别能够不受无效热管理所带来的物理后果的影响。交通运输、半导体制造、信息技术、生命科学、消费电子产品等领域越来越依赖创新的热管理方法。上述各市场需求的唯一实质性区别在于功耗的大小。
纯电动汽车(BEV)的牵引逆变器就是一个很好的例子。逆变器将电池提供的直流电转换为驱动车辆的牵引电机所需的三相交流电。逆变器和电机的设计非常高效,从电池中提取的电能中有90%以上转化为机械能来驱动车辆。损失的能量并非简单地消失,而是转化为热量。
纯电动汽车中的功率逆变器是现代热管理中规模效应问题的典型例证。逆变器和电机的能耗单位为千瓦时(kWh),即使得益于卓越的热管理仅带来个位数的提升,也能在短期和长期内节省大量成本;进而转化为多方面的竞争优势,包括续航里程和工程简便性。这意味着材料成本更低。
另一种应用是半导体工艺设备——用于制造微电子器件的工具。这对保持精确、可靠且可重复的制造过程至关重要。精确的温度控制对于确保所生产器件的质量和一致性,以及减少缺陷和产量损失,具有关键作用。
热管理领域的领先地位
Coherent 高意是创新工程材料和热管理子系统领域的全球领导者之一,可提供广泛的产品组合,包括:
反应烧结硅/碳化硅材料
RB-SiC 具有独特的物理特性组合,包括耐高温、低热膨胀系数、化学惰性、高强度以及高强度重量比。
对于需要高纯度和耐高温性能的应用,我们可生产几乎任何尺寸或形状的RB-SiC 组件,并可根据需求进行定制,包括高平整度、大渗透深度和内部冷却通道。
应用:半导体制造、电动汽车(EV)和生命科学仪器。
AI/SiC 金属基复合材料 (MMC)
AI/SiC 金属基复合材料 (MMC) 兼具高比刚度与高热稳定性,二者形成独特的组合。
我们的复合材料系列可浇铸成尺寸超过 2 米 × 2 米的结构。
应用:半导体制造、电动汽车(EV)和生命科学仪器。
CVD 金刚石
金刚石具有所有材料中最高的导热系数,以及非凡的硬度和极高的耐热震性。
我们具备金刚石生长(微波等离子体化学气相沉积法)、激光切割、研磨、抛光、磨削、激光打标和镀膜能力,可提供各种尺寸的CVD金刚石材料(直径可达145毫米,厚度可达2毫米),且导热系数可达2200 W/m·K以上。
应用:数据通信/电信、半导体制造和生命科学仪器。
单晶碳化硅
与传统硅相比,基于碳化硅的电子器件的主要优势包括:降低开关损耗、更高的功率密度、更好的散热性能以及更高的带宽能力。
我们可以批量生产直径达200 毫米、缺陷率极低的 6H(半绝缘)和 4H(导电)碳化硅晶圆。
应用领域:数据通信/电信、半导体制造、电动汽车(EV)和生命科学仪器。
热电冷却器 (TEC)
TEC 是一种固态制冷机,具有主动冷却、无活动部件以及运行可靠性高的优点。
Coherent TEC 范围从简单的单级冷却器到完整的冷却器子系统。
应用:数据通信/电信、电动汽车 (EV) 和生命科学仪器。
凭借如此广泛且多样化的能力,我们拥有独特的优势,能够提供完美契合您特定应用的性能和成本要求的热管理解决方案。
很酷,对吧?
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