100G/200G光模块热设计现状及展望( 八 )

举个比较现实的例子:华为Mate 20X首次运用了真空腔均热板(即均温板),可快速将SOC(CPU)芯片温度快速传导至冷端,再搭载石墨烯。

据悉, Mate 20X中的石墨烯膜由99%以上单层率的氧化石墨烯悬浮液做原材料加工而成,基本结构单元就是石墨烯。这种新材料新工艺,不用胶粘直接烧结出高导热石墨烯片,具有高热通量,完全突破了传统高导热石墨片的厚度限制。

另一个现实例子就是华硕电竞游戏手机ROG, 它也采用了均温板和石墨片,但是其功耗最高可达8W,一般手机最多承受4W左右的发热量。为了解决这个高功耗问题,华硕增加了外置风扇作为附件,目的就是增加对流换热量,降低温度。

光模块受限于狭小的内部空间,只能靠自然对流和热传导来降温,相对于手机、电脑行业来说,光模块热流密度更大,散热面积更小。但大部分高功耗模块工作环境都有强制对流存在,相对手机、电脑来说也算是一个优势。

未来我们可以考虑引入相变热技术如均温板、热管技术等。均温板可以用于模块内部,其主要作用是将局部发热量高的芯片温度均匀散开,而热管可将发热量大的芯片从热端传导到冷端,再借由模块外部强制对流措施将冷端热量迅速散掉。如下图所示:

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