TDP 증가에 따른 고성능 단상 냉각 기술 필요
- Chiplet architecture 기반의 최신 반도체 패키징 기술의 발전으로 반도체의 고집적·고성능화가 지속되며 Thermal design power (TDP)가 지속적으로 증가하고 있음.
- 단상 냉각 기술은 기존 공랭 방식에 비해 열전달 효율이 높고 전력 소모가 적어 Data center 냉각 기술로 주목받고 있음.
- Data center 표준 rack mount 규격을 만족하면서 열전달 성능 향상과 압력 강하 최소화를 동시에 달성하는 고성능 Cold plate 개발이 필요함.
- Chiplet architecture 기반의 최신 반도체 패키징 기술의 발전으로 반도체의 고집적·고성능화가 지속되며 Thermal design power (TDP)가 지속적으로 증가하고 있음.
- 단상 냉각 기술은 기존 공랭 방식에 비해 열전달 효율이 높고 전력 소모가 적어 Data center 냉각 기술로 주목받고 있음.
- Data center 표준 rack mount 규격을 만족하면서 열전달 성능 향상과 압력 강하 최소화를 동시에 달성하는 고성능 Cold plate 개발이 필요함.
Design concept of hybrid cold plate and numerical results (q″ = 0.72 MW/m²)
- 냉각 유체가 중앙으로 상승한 뒤 일부는 jet flow로 높은 열전달 계수를 확보, 일부 유동은 우회하여 sweeping flow로 parallel flow 냉각 및 회전에 의한 recirculation 저감 효과.
- Hybrid cold plate는 1.1 MW/m²를 3 LPM으로 냉각 가능하고 0.78 MW/m²를 4 LPM으로 냉각할 때 U-type 대비 Tmax가 16 °C 낮은 성능을 보임.
- 냉각 유체가 중앙으로 상승한 뒤 일부는 jet flow로 높은 열전달 계수를 확보, 일부 유동은 우회하여 sweeping flow로 parallel flow 냉각 및 회전에 의한 recirculation 저감 효과.
- Hybrid cold plate는 1.1 MW/m²를 3 LPM으로 냉각 가능하고 0.78 MW/m²를 4 LPM으로 냉각할 때 U-type 대비 Tmax가 16 °C 낮은 성능을 보임.
- 냉각 유체가 중앙으로 상승한 뒤 일부는 jet flow로 높은 열전달 계수를 확보, 일부 유동은 우회하여 sweeping flow로 parallel flow 냉각 및 회전에 의한 recirculation 저감 효과.
- Hybrid cold plate는 1.1 MW/m²를 3 LPM으로 냉각 가능하고 0.78 MW/m²를 4 LPM으로 냉각할 때 U-type 대비 Tmax가 16 °C 낮은 성능을 보임.