வெப்ப மின் குளிரூட்டும் துறையின் புதிய வளர்ச்சி திசை

வெப்ப மின் குளிரூட்டும் துறையின் புதிய வளர்ச்சி திசை

தெர்மோஎலக்ட்ரிக் கூலிங் மாட்யூல்கள் என்றும் அழைக்கப்படும் தெர்மோஎலக்ட்ரிக் கூலர்கள், நகரும் பாகங்கள் இல்லாதது, துல்லியமான வெப்பநிலை கட்டுப்பாடு, சிறிய அளவு மற்றும் அதிக நம்பகத்தன்மை போன்ற அம்சங்களால் குறிப்பிட்ட துறைகளில் ஈடுசெய்ய முடியாத நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளன. சமீபத்திய ஆண்டுகளில், இந்தத் துறையில் அடிப்படைப் பொருட்களில் எந்த இடையூறு விளைவிக்கும் முன்னேற்றமும் இல்லை, ஆனால் பொருள் உகப்பாக்கம், அமைப்பு வடிவமைப்பு மற்றும் பயன்பாட்டு விரிவாக்கத்தில் குறிப்பிடத்தக்க முன்னேற்றம் ஏற்பட்டுள்ளது.

புதிய வளர்ச்சியின் பல முக்கிய திசைகள் பின்வருமாறு:

I. முக்கிய பொருட்கள் மற்றும் சாதனங்களில் முன்னேற்றங்கள்

வெப்ப மின் பொருட்களின் செயல்திறனைத் தொடர்ந்து மேம்படுத்துதல்

பாரம்பரிய பொருட்களின் உகப்பாக்கம் (Bi₂Te₃-அடிப்படையிலானது): அறை வெப்பநிலைக்கு அருகில் பிஸ்மத் டெல்லூரியம் சேர்மங்கள் சிறப்பாகச் செயல்படும் பொருட்களாகத் தொடர்கின்றன. தற்போதைய ஆராய்ச்சி கவனம் நானோசைசிங், டோப்பிங் மற்றும் டெக்ஸ்ச்சரிங் போன்ற செயல்முறைகள் மூலம் அதன் வெப்ப மின் தகுதி மதிப்பை மேலும் மேம்படுத்துவதில் உள்ளது. உதாரணமாக, ஃபோனான் சிதறலை அதிகரிக்கவும் வெப்ப கடத்துத்திறனைக் குறைக்கவும் நானோவயர்கள் மற்றும் சூப்பர்லட்டிஸ் கட்டமைப்புகளை உற்பத்தி செய்வதன் மூலம், மின் கடத்துத்திறனை கணிசமாக பாதிக்காமல் செயல்திறனை மேம்படுத்த முடியும்.

புதிய பொருட்களின் ஆய்வு: பெரிய அளவில் இன்னும் வணிக ரீதியாக கிடைக்கவில்லை என்றாலும், ஆராய்ச்சியாளர்கள் SnSe, Mg₃Sb₂, மற்றும் CsBi₄Te₆ போன்ற புதிய பொருட்களை ஆராய்ந்து வருகின்றனர், அவை குறிப்பிட்ட வெப்பநிலை மண்டலங்களில் Bi₂Te₃ ஐ விட அதிக ஆற்றலைக் கொண்டிருக்கலாம், இது எதிர்கால செயல்திறன் தாவல்களுக்கான சாத்தியத்தை வழங்குகிறது.

சாதன அமைப்பு மற்றும் ஒருங்கிணைப்பு செயல்பாட்டில் புதுமை

மினியேட்டரைசேஷன் மற்றும் அராப்பிங்: நுகர்வோர் மின்னணு சாதனங்கள் (மொபைல் போன் வெப்பச் சிதறல் பேக் கிளிப்புகள் போன்றவை) மற்றும் ஆப்டிகல் தொடர்பு சாதனங்கள் போன்ற நுண் சாதனங்களின் வெப்பச் சிதறல் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்ய, மைக்ரோ-TEC (மைக்ரோ தெர்மோஎலக்ட்ரிக் கூலிங் தொகுதிகள், மினியேச்சர் தெர்மோஎலக்ட்ரிக் தொகுதிகள்) உற்பத்தி செயல்முறை பெருகிய முறையில் அதிநவீனமாகி வருகிறது. பெல்டியர் தொகுதிகள், பெல்டியர் குளிரூட்டிகள், பெல்டியர் சாதனங்கள், 1×1 மிமீ அல்லது அதற்கும் குறைவான அளவுள்ள தெர்மோஎலக்ட்ரிக் சாதனங்களை உற்பத்தி செய்வது சாத்தியமாகும், மேலும் துல்லியமான உள்ளூர் குளிரூட்டலை அடைய அவற்றை நெகிழ்வாக வரிசைகளில் ஒருங்கிணைக்க முடியும்.

நெகிழ்வான TEC தொகுதி (பெல்டியர் தொகுதி): இது ஒரு வளர்ந்து வரும் பரபரப்பான தலைப்பு. அச்சிடப்பட்ட மின்னணுவியல் மற்றும் நெகிழ்வான பொருட்கள் போன்ற தொழில்நுட்பங்களைப் பயன்படுத்தி, பிளானர் அல்லாத TEC தொகுதிகள், வளைந்து ஒட்டக்கூடிய பெல்டியர் சாதனங்கள் தயாரிக்கப்படுகின்றன. அணியக்கூடிய மின்னணு சாதனங்கள் மற்றும் உள்ளூர் உயிரி மருத்துவம் (கையடக்க குளிர் அமுக்கங்கள் போன்றவை) போன்ற துறைகளில் இதற்கு பரந்த வாய்ப்புகள் உள்ளன.

பல-நிலை கட்டமைப்பு உகப்பாக்கம்: அதிக வெப்பநிலை வேறுபாடு தேவைப்படும் சூழ்நிலைகளுக்கு, பல-நிலை TEC தொகுதி, பல-நிலை வெப்ப மின் குளிர்விப்பு தொகுதிகள் முதன்மை தீர்வாக உள்ளன. தற்போதைய முன்னேற்றம் கட்டமைப்பு வடிவமைப்பு மற்றும் பிணைப்பு செயல்முறைகளில் பிரதிபலிக்கிறது, இது இடை-நிலை வெப்ப எதிர்ப்பைக் குறைத்தல், ஒட்டுமொத்த நம்பகத்தன்மை மற்றும் அதிகபட்ச வெப்பநிலை வேறுபாட்டை மேம்படுத்துவதை நோக்கமாகக் கொண்டுள்ளது.

Ii. கணினி அளவிலான பயன்பாடுகள் மற்றும் தீர்வுகளின் விரிவாக்கம்

இது தற்போது புதிய முன்னேற்றங்களை நேரடியாகக் காணக்கூடிய மிகவும் துடிப்பான துறையாகும்.

வெப்ப-இறுதி வெப்பச் சிதறல் தொழில்நுட்பத்தின் இணை-பரிணாமம்

TEC தொகுதி, வெப்ப மின் தொகுதி, பெல்டியர் தொகுதி ஆகியவற்றின் செயல்திறனைக் கட்டுப்படுத்தும் முக்கிய காரணி பெரும்பாலும் சூடான முனையில் வெப்பச் சிதறல் திறன் ஆகும். TEC செயல்திறனின் முன்னேற்றம் உயர் திறன் கொண்ட வெப்ப மூழ்கி தொழில்நுட்பத்தின் வளர்ச்சியுடன் பரஸ்பரம் வலுப்படுத்துகிறது.

VC நீராவி அறைகள்/வெப்பக் குழாய்களுடன் இணைந்து: நுகர்வோர் மின்னணுவியல் துறையில், TEC தொகுதி, பெல்டியர் சாதனம் பெரும்பாலும் வெற்றிட அறை நீராவி அறைகளுடன் இணைக்கப்படுகிறது. TEC தொகுதி, பெல்டியர் குளிரூட்டி குறைந்த வெப்பநிலை மண்டலத்தை தீவிரமாக உருவாக்குவதற்கு பொறுப்பாகும், அதே நேரத்தில் VC TEC தொகுதி, பெல்டியர் உறுப்பின் சூடான முனையிலிருந்து பெரிய வெப்பச் சிதறல் துடுப்புகளுக்கு வெப்பத்தை திறமையாகப் பரப்பி, "செயலில் குளிர்வித்தல் + திறமையான வெப்பக் கடத்தல் மற்றும் நீக்குதல்" என்ற அமைப்பு தீர்வை உருவாக்குகிறது. கேமிங் போன்கள் மற்றும் உயர்நிலை கிராபிக்ஸ் அட்டைகளுக்கான வெப்பச் சிதறல் தொகுதிகளில் இது ஒரு புதிய போக்கு.

திரவ குளிரூட்டும் அமைப்புகளுடன் இணைந்து: தரவு மையங்கள் மற்றும் உயர்-சக்தி லேசர்கள் போன்ற துறைகளில், TEC தொகுதி திரவ குளிரூட்டும் அமைப்புகளுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது. திரவங்களின் மிக உயர்ந்த குறிப்பிட்ட வெப்பத் திறனைப் பயன்படுத்திக் கொள்வதன் மூலம், TEC தொகுதி வெப்ப மின் தொகுதியின் சூடான முனையில் உள்ள வெப்பம் அகற்றப்பட்டு, முன்னோடியில்லாத வகையில் திறமையான குளிரூட்டும் திறனை அடைகிறது.

அறிவார்ந்த கட்டுப்பாடு மற்றும் ஆற்றல் திறன் மேலாண்மை

நவீன வெப்ப மின் குளிர்விப்பு அமைப்புகள் அதிக துல்லிய வெப்பநிலை உணரிகள் மற்றும் PID/PWM கட்டுப்படுத்திகளை அதிகளவில் ஒருங்கிணைக்கின்றன. வெப்ப மின் தொகுதி, TEC தொகுதி, பெல்டியர் தொகுதி ஆகியவற்றின் உள்ளீட்டு மின்னோட்டம்/மின்னழுத்தத்தை அல்காரிதம்கள் மூலம் நிகழ்நேரத்தில் சரிசெய்வதன் மூலம், ±0.1℃ அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட வெப்பநிலை நிலைத்தன்மையை அடைய முடியும், அதே நேரத்தில் அதிக கட்டணம் மற்றும் அலைவுகளைத் தவிர்த்து ஆற்றலைச் சேமிக்க முடியும்.

பல்ஸ் செயல்பாட்டு முறை: சில பயன்பாடுகளுக்கு, தொடர்ச்சியான மின்சார விநியோகத்திற்கு பதிலாக பல்ஸ் மின்சார விநியோகத்தைப் பயன்படுத்துவது உடனடி குளிரூட்டும் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்யும் அதே வேளையில் ஒட்டுமொத்த ஆற்றல் நுகர்வைக் கணிசமாகக் குறைத்து வெப்பச் சுமையை சமநிலைப்படுத்தும்.

III. வளர்ந்து வரும் மற்றும் உயர் வளர்ச்சி பயன்பாட்டுத் துறைகள்

நுகர்வோர் மின்னணு சாதனங்களுக்கான வெப்பச் சிதறல்

கேமிங் போன்கள் மற்றும் இ-ஸ்போர்ட்ஸ் துணைக்கருவிகள்: சமீபத்திய ஆண்டுகளில் தெர்மோஎலக்ட்ரிக் கூலிங் மாட்யூல்கள், TEC மாட்யூல்கள், பிளெட்டியர் மாட்யூல்கள் சந்தையில் இது மிகப்பெரிய வளர்ச்சிப் புள்ளிகளில் ஒன்றாகும். ஆக்டிவ் கூலிங் பேக் கிளிப்பில் உள்ளமைக்கப்பட்ட தெர்மோஎலக்ட்ரிக் மாட்யூல்கள் (TEC மாட்யூல்கள்) பொருத்தப்பட்டுள்ளன, இது தொலைபேசியின் SoC இன் வெப்பநிலையை சுற்றுப்புற வெப்பநிலைக்குக் கீழே நேரடியாக அடக்கி, கேமிங்கின் போது தொடர்ச்சியான உயர் செயல்திறன் வெளியீட்டை உறுதி செய்கிறது.

மடிக்கணினிகள் மற்றும் டெஸ்க்டாப்கள்: சில உயர்நிலை மடிக்கணினிகள் மற்றும் கிராபிக்ஸ் அட்டைகள் (NVIDIA RTX 30/40 தொடர் குறிப்பு அட்டைகள் போன்றவை) கோர் சிப்களை குளிர்விக்க உதவும் வகையில் TEC தொகுதிகள், தெர்மோஎலக்ட்ரிக் தொகுதிகளை ஒருங்கிணைக்க முயற்சிக்கத் தொடங்கியுள்ளன.

ஒளியியல் தொடர்பு மற்றும் தரவு மையங்கள்

5G/6G ஆப்டிகல் தொகுதிகள்: அதிவேக ஆப்டிகல் தொகுதிகளில் உள்ள லேசர்கள் (DFB/EML) வெப்பநிலைக்கு மிகவும் உணர்திறன் கொண்டவை மற்றும் அலைநீள நிலைத்தன்மை மற்றும் பரிமாற்ற தரத்தை உறுதி செய்ய துல்லியமான நிலையான வெப்பநிலைக்கு (பொதுவாக ±0.5℃ க்குள்) TEC தேவைப்படுகிறது. தரவு விகிதங்கள் 800G மற்றும் 1.6T நோக்கி உருவாகும்போது, ​​TEC தொகுதிகளுக்கான தேவை மற்றும் தேவைகள் தெர்மோஎலக்ட்ரிக் mdoules பெல்டியர் கூலர்கள், பெல்டியர் கூறுகள் இரண்டும் அதிகரித்து வருகின்றன.

தரவு மையங்களில் உள்ளூர் குளிரூட்டல்: CPUS மற்றும் GPUS போன்ற ஹாட்ஸ்பாட்களில் கவனம் செலுத்துவது, இலக்கு மேம்படுத்தப்பட்ட குளிரூட்டலுக்கான TEC தொகுதியைப் பயன்படுத்துவது தரவு மையங்களில் ஆற்றல் திறன் மற்றும் கணினி அடர்த்தியை மேம்படுத்துவதற்கான ஆராய்ச்சி திசைகளில் ஒன்றாகும்.

தானியங்கி மின்னணுவியல்

வாகனத்தில் பொருத்தப்பட்ட லிடார்: லிடாரின் மைய லேசர் உமிழ்ப்பானுக்கு நிலையான இயக்க வெப்பநிலை தேவைப்படுகிறது. TEC என்பது கடுமையான வாகனம் பொருத்தப்பட்ட சூழலில் (-40℃ முதல் +105℃ வரை) அதன் இயல்பான செயல்பாட்டை உறுதி செய்யும் ஒரு முக்கிய அங்கமாகும்.

புத்திசாலித்தனமான காக்பிட்கள் மற்றும் உயர்நிலை இன்ஃபோடெயின்மென்ட் அமைப்புகள்: வாகனத்தில் உள்ள சில்லுகளின் அதிகரித்து வரும் கணினி சக்தியுடன், அவற்றின் வெப்பச் சிதறல் தேவைகள் படிப்படியாக நுகர்வோர் மின்னணு சாதனங்களுடன் ஒத்துப்போகின்றன. எதிர்கால உயர்நிலை வாகன மாடல்களில் TEC தொகுதி, TE கூலர் பயன்படுத்தப்படும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது.

மருத்துவம் மற்றும் வாழ்க்கை அறிவியல்

PCR கருவிகள் மற்றும் DNA வரிசைமுறைகள் போன்ற எடுத்துச் செல்லக்கூடிய மருத்துவ சாதனங்களுக்கு விரைவான மற்றும் துல்லியமான வெப்பநிலை சுழற்சி தேவைப்படுகிறது, மேலும் TEC, பெல்டியர் தொகுதி முக்கிய வெப்பநிலை கட்டுப்பாட்டு கூறு ஆகும். உபகரணங்களின் மினியேச்சரைசேஷன் மற்றும் பெயர்வுத்திறன் போக்கு மைக்ரோ மற்றும் திறமையான TEC, பெல்டியர் குளிரூட்டியின் வளர்ச்சியை உந்தியுள்ளது.

அழகு சாதனங்கள்: சில உயர்நிலை அழகு சாதனங்கள் துல்லியமான குளிர் மற்றும் சூடான சுருக்க செயல்பாடுகளை அடைய TEC, பெல்டியர் சாதனத்தின் பெல்டியர் விளைவைப் பயன்படுத்துகின்றன.

விண்வெளி மற்றும் சிறப்பு சூழல்கள்

அகச்சிவப்பு கண்டறிதல் குளிர்வித்தல்: இராணுவம், விண்வெளி மற்றும் அறிவியல் ஆராய்ச்சித் துறைகளில், இரைச்சலைக் குறைக்க அகச்சிவப்பு கண்டறிதல்களை மிகக் குறைந்த வெப்பநிலைக்கு (-80℃ க்கும் குறைவான வெப்பநிலை) குளிர்விக்க வேண்டும். பல-நிலை TEC தொகுதி, பல-நிலை பெல்டியர் தொகுதி, பல-நிலை தெர்மோஎலக்ட்ரிக் தொகுதி ஆகியவை இந்த இலக்கை அடைய ஒரு சிறிய மற்றும் மிகவும் நம்பகமான தீர்வாகும்.

செயற்கைக்கோள் சுமை வெப்பநிலை கட்டுப்பாடு: செயற்கைக்கோள்களில் துல்லியமான கருவிகளுக்கு நிலையான வெப்ப சூழலை வழங்குதல்.

Iv. எதிர்கொள்ளும் சவால்கள் மற்றும் எதிர்கால வாய்ப்புகள்

முக்கிய சவால்: பாரம்பரிய அமுக்கி குளிரூட்டலுடன் ஒப்பிடும்போது TEC தொகுதி பெல்டியர் தொகுதியின் (தெர்மோஎலக்ட்ரிக் தொகுதி) ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த ஆற்றல் திறன் மிகப்பெரிய குறைபாடாக உள்ளது. அதன் வெப்ப மின் குளிரூட்டும் திறன் கார்னோட் சுழற்சியை விட மிகக் குறைவு.

எதிர்காலக் கண்ணோட்டம்

பொருள் முன்னேற்றமே இறுதி இலக்கு: அறை வெப்பநிலைக்கு அருகில் 3.0 அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட வெப்ப மின் மேன்மை மதிப்பைக் கொண்ட புதிய பொருட்களைக் கண்டுபிடிக்கவோ அல்லது ஒருங்கிணைக்கவோ முடிந்தால் (தற்போது, ​​வணிக ரீதியான Bi₂Te₃ தோராயமாக 1.0), அது முழுத் துறையிலும் ஒரு புரட்சியைத் தூண்டும்.

கணினி ஒருங்கிணைப்பு மற்றும் நுண்ணறிவு: எதிர்கால போட்டி "தனிப்பட்ட TEC செயல்திறன்" என்பதிலிருந்து "TEC+ வெப்பச் சிதறல் + கட்டுப்பாடு" என்ற ஒட்டுமொத்த அமைப்பு தீர்வின் திறனுக்கு மாறும். முன்கணிப்பு வெப்பநிலைக் கட்டுப்பாட்டுக்கு AI உடன் இணைப்பதும் ஒரு திசையாகும்.

செலவுக் குறைப்பு மற்றும் சந்தை ஊடுருவல்: உற்பத்தி செயல்முறைகள் மற்றும் பெரிய அளவிலான உற்பத்தியின் முதிர்ச்சியுடன், TEC இன் செலவுகள் மேலும் குறையும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது, இதன் மூலம் நடுத்தர மற்றும் வெகுஜன சந்தைகளில் கூட ஊடுருவுகிறது.

சுருக்கமாக, உலகளாவிய தெர்மோஎலக்ட்ரிக் குளிரூட்டித் தொழில் தற்போது பயன்பாடு சார்ந்த மற்றும் கூட்டு கண்டுபிடிப்பு வளர்ச்சியின் கட்டத்தில் உள்ளது. அடிப்படைப் பொருட்களில் புரட்சிகரமான மாற்றங்கள் எதுவும் இல்லை என்றாலும், பொறியியல் தொழில்நுட்பத்தின் முன்னேற்றம் மற்றும் அப்ஸ்ட்ரீம் மற்றும் டவுன்ஸ்ட்ரீம் தொழில்நுட்பங்களுடனான ஆழமான ஒருங்கிணைப்பு மூலம், TEC தொகுதி பெல்டியர் தொகுதி, பெல்டியர் கூலர் அதிகரித்து வரும் வளர்ந்து வரும் மற்றும் உயர் மதிப்புள்ள துறைகளில் அதன் ஈடுசெய்ய முடியாத நிலையைக் கண்டறிந்து, வலுவான உயிர்ச்சக்தியை வெளிப்படுத்துகிறது.