5G基站的液冷散熱解決方案
摘要:2G通訊網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,誕生了UC等wap網(wǎng)頁(yè)瀏覽器;3G通訊網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,豐富了人們的交流,崛起了微信等即時(shí)通訊軟件;4G通訊網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,興起了短視頻和在線視頻的傳播,成就了抖音等...
2G通訊網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,誕生了UC等wap網(wǎng)頁(yè)瀏覽器;3G通訊網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,豐富了人們的交流,崛起了微信等即時(shí)通訊軟件;4G通訊網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,興起了短視頻和在線視頻的傳播,成就了抖音等超級(jí)APP,讓有才藝之人成了網(wǎng)紅主播;那么接下來(lái)即將登場(chǎng)的5G通訊網(wǎng)絡(luò)將會(huì)給人們帶來(lái)哪些驚喜呢?
5G作為第五代移動(dòng)通信系統(tǒng),其主要的優(yōu)勢(shì)在于傳輸帶寬大和低延時(shí):最大帶寬高達(dá)10Gbit/s,傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量大,是4G的100倍;網(wǎng)絡(luò)延時(shí)低于1毫秒,而4G為30-70毫秒。數(shù)據(jù)傳輸更大,5G網(wǎng)絡(luò)不僅將為手機(jī)服務(wù),在連接更多的智能設(shè)備,如共享單車、智能汽車、智能攝像頭、智能門鎖、智能照明燈具等之后,社會(huì)將進(jìn)入物聯(lián)網(wǎng)IOT時(shí)代。5G的低延時(shí)特點(diǎn)使智能制造工廠、無(wú)人駕駛、遠(yuǎn)程高清醫(yī)療手術(shù)等都成為可能。
BBU包含控制單元、傳輸單元和基帶處理單元等,主要負(fù)責(zé)信號(hào)濾波、OFDM、調(diào)制解調(diào)、頻域處理(符號(hào)映射/解映射和MIMO均衡等)、CPRI、DPD(數(shù)字預(yù)失真處理)等功能。
AAU其實(shí)就是4G時(shí)代的RRU+天線,其主要作用,是將基帶數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào),然后調(diào)制成高頻射頻信號(hào),再通過(guò)功放單元放大功率,通過(guò)天線發(fā)射出去。
隨著移動(dòng)通訊業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展,海量的數(shù)據(jù)需處理,同時(shí)傳輸速率需成倍提升,5G基站的BBU和AUU的功耗將逐漸上升,5G基站功耗達(dá)到了4G基站的2.5~3.5倍,AUU功耗增加是5G功耗增加的主要原因。目前單站滿載功率近3700W。
5G基站散熱挑戰(zhàn)
5G基站功耗的上升將意味著發(fā)熱量增加,發(fā)熱量的增加將導(dǎo)致芯片溫度升高。
傳統(tǒng)冷卻方案
1、降低芯片與外殼的溫差,采用高導(dǎo)熱界面材料和熱橋接導(dǎo)熱塊或熱管;
2、降低外殼表面溫度,增加設(shè)備的外殼體積,優(yōu)化散熱葉片設(shè)計(jì),加大表面積;
3、改善外殼溫度均勻性,采用鑄鋁加厚外殼;
在實(shí)際產(chǎn)品中,方案1 的改善效果有限,當(dāng)外殼被太陽(yáng)光暴曬時(shí),其表面溫度可高達(dá)60℃至90℃。而很多芯片的Tc要求在90℃以內(nèi),此時(shí)將無(wú)法滿足散熱要求;對(duì)于方案2 和方案3 ,通常產(chǎn)品的外觀尺寸和產(chǎn)品重量有一定的限制,不能隨意的增大。因此5G散熱將是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。
5G基站液冷散熱解決方案
為了更好的解決5G基站和超算中心的散熱問(wèn)題,祥博研發(fā)團(tuán)隊(duì)精益求精,匠心獨(dú)用,打破了傳統(tǒng)散熱解決方案的思維,創(chuàng)新性的研發(fā)出了針對(duì)5G基站和超算中心專用的液冷散熱模組。通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),熱仿真分析,實(shí)測(cè)驗(yàn)證,并對(duì)流道和溫度場(chǎng)進(jìn)行不斷優(yōu)化和改進(jìn),最終研發(fā)出成功的產(chǎn)品。
技術(shù)參數(shù)
單顆CPU散熱功率100W-300W,進(jìn)出口溫差1-5℃,壓降5-20kPa。
技術(shù)優(yōu)勢(shì)
1、CPU與CPU之間的溫差?。?br />
2、CPU與散熱器之間的溫差小;
3、散熱器溫度分布均勻,表面溫差小;
4、多個(gè)主副發(fā)熱器件一站式液冷散熱;
5G基站散熱案例
對(duì)于5G基站外殼均溫性能的提升,研發(fā)出鋁材均溫板,通過(guò)內(nèi)部的相變工質(zhì)實(shí)現(xiàn)均溫功能,成本較銅材均溫板低很多,同時(shí)可實(shí)現(xiàn)大面積均溫效果。
除了5G基站和超算中心的液冷散熱模組的研發(fā),博威研發(fā)團(tuán)隊(duì)還在新能源汽車散熱技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行著不斷的技術(shù)研究和探索,同時(shí)我們還深入到微觀世界,從本源解決散熱器表面腐蝕問(wèn)題。