ෆ්‍රොන්ටියර් තාක්ෂණික යෙදුම්වල තාප විදුලි සිසිලන උපාංග (තාප විදුලි මොඩියුලය)

ෆ්‍රොන්ටියර් තාක්ෂණික යෙදුම්වල තාප විදුලි සිසිලන උපාංග

තාප විදුලි සිසිලන උපාංග, තාප විදුලි සිසිලන මොඩියුල - සාමාන්‍යයෙන් තාප විදුලි සිසිලන (TECs) ලෙස හැඳින්වේ - චලනය වන කොටස් නොමැතිව ක්‍රියාත්මක වන ඝන-තත්ව තාප කළමනාකරණ විසඳුම් වන අතර නිහඬ, ඉහළ ප්‍රතිචාරාත්මක සහ නිශ්චිතවම පාලනය කළ හැකි සිසිලනය සක්‍රීය කරයි. ඒවායේ ආවේණික වාසි - සංයුක්ත ආකෘති සාධකය, පරිමාණය, ආන්තික තත්වයන් යටතේ විශ්වසනීයත්වය සහ දේශීයකරණය කළ උෂ්ණත්ව නියාමනය ඇතුළුව - කෘතිම බුද්ධි යටිතල පහසුකම්, අධිවේගී දෘශ්‍ය සන්නිවේදනය, ක්‍රයොජනික් විද්‍යාව, ක්ෂුද්‍ර ඉලෙක්ට්‍රොනික තාප කළමනාකරණය, ජෛව වෛද්‍ය පද්ධති සහ අභ්‍යවකාශ/ගැඹුරු මුහුදේ ගවේෂණය ඇතුළු බහු මායිම් වසම් හරහා තීරණාත්මක සක්‍රීයකාරක ලෙස ඒවා ස්ථානගත කර ඇත.

1. AI පරිගණක යටිතල පහසුකම් සහ අධිවේගී දෘශ්‍ය සන්නිවේදනය

AI ත්වරණකාරකවල වැඩිවන බල ඝනත්වය සහ 800G/1.6T දෘශ්‍ය සම්ප්‍රේෂක යෙදවීම ඊළඟ පරම්පරාවේ පරිගණක සහ සන්නිවේදන පද්ධතිවල තාප අභියෝග තීව්‍ර කර ඇත. TECs අවකාශීයව ඉලක්ක කරගත්, ඉහළ නිරවද්‍යතාවයකින් යුත් තාප නියාමනය ලබා දීමෙන් මෙම "තාප බිත්තිය" ආමන්ත්‍රණය කරයි.

• දෘශ්‍ය මොඩියුල ස්ථායීකරණය: අධිවේගී දෘශ්‍ය මොඩියුලවල ලේසර් ඩයෝඩ උෂ්ණත්වය මත ප්‍රබල තරංග ආයාම යැපීමක් පෙන්නුම් කරයි. දෘශ්‍ය චිපය, තාප විද්‍යුත් මොඩියුල, පෙල්ටියර් උපාංග සමඟ සෘජු ඒකාබද්ධ කිරීම මගින්, TECs ±0.5 °C තුළ සන්ධි උෂ්ණත්වය පවත්වා ගෙන යන අතර එමඟින් තරංග ආයාම ප්ලාවිතය අවම කර දත්ත සම්ප්‍රේෂණයේදී බිට් දෝෂ අනුපාත (BER) අඩු කරයි.

• AI සේවාදායක තාප කළමනාකරණය: ඉහළ ඝනත්ව AI පරිගණක රාක්ක, පෙල්ටියර් මූලද්‍රව්‍ය, තාප විද්‍යුත් මොඩියුල, TECs ඉහළ තාප ප්‍රවාහ ඝනත්වය (>100 W/cm²) සහ අඩු නිශ්චිත බල පරිභෝජනය සඳහා වැඩි වැඩියෙන් නිර්මාණය කර ඇති අතර, GPU, TPU සහ අන්තර් සම්බන්ධතා සඳහා ගතික, චිප් මට්ටමේ උෂ්ණත්ව ස්ථායීකරණය සපයයි.

2. උසස් විද්‍යාත්මක උපකරණ සහ ගැඹුරු-ක්‍රයෝජනික් අනාවරණය

නැගී එන තාප විද්‍යුත් ද්‍රව්‍ය සහ ගෘහ නිර්මාණ ශිල්පය, අනාවරණ විශ්වසනීයත්වය වැඩි දියුණු කරන අතරම, අතිශය අඩු උෂ්ණත්ව පාලන තන්ත්‍රයන් දක්වා මෙහෙයුම් සීමාවන් පුළුල් කරයි.

• ගැඹුරු-ක්‍රයොජනික් සිසිලනය: ටොංජි විශ්ව විද්‍යාලයේ පර්යේෂකයන් YbInCu₄ අවධි-සංක්‍රාන්ති ද්‍රව්‍ය මත පදනම් වූ තොම්සන් සිසිලකයක් සංවර්ධනය කළහ. 38 K මාදිලියේ (~−235 °C) ක්‍රියාත්මක වන එය, ක්වොන්ටම් සහ අඩු-උෂ්ණත්ව භෞතික විද්‍යා යෙදුම් සඳහා ඝන-තත්ව ක්‍රයොසිලිං කිරීමේ ඉදිරි ගමනක් නියෝජනය කරමින් 5 K ඉක්මවන ΔT ස්ථායී සිසිලනයක් ලබා ගත්තේය.

• අධි-සංවේදීතා රූපකරණය: කුඩා කළ බහු-අදියර TEC, කුඩා කළ බහු-අදියර පෙල්ටියර් මොඩියුල (TEC මොඩියුල) අධෝරක්ත නාභීය තල අරා, එක්ස් කිරණ වර්ණාවලීක්ෂ සහ තාරකා විද්‍යාත්මක සංවේදකවල අනාවරක සිසිලනය −60 °C–−80 °C දක්වා සක්‍රීය කරයි. මෙම තාප ශබ්දය මර්දනය කිරීම සංඥා-ශබ්ද අනුපාතය (SNR) සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි දියුණු කරයි, අතිශය අඩු ආලෝක හෝ රික්ත තත්වයන් යටතේ අධි-විභේදන රූපකරණයට පහසුකම් සපයයි.

3. උසස් ඉලෙක්ට්‍රොනික උපකරණ සඳහා ක්ෂුද්‍ර පරිමාණ තාප කළමනාකරණය

අර්ධ සන්නායක නෝඩ් 3 nm ට වඩා අඩුවෙන් ඉදිරියට යන විට, ස්ථානගත කරන ලද උණුසුම් ස්ථාන කාර්ය සාධනය, විශ්වසනීයත්වය සහ අස්වැන්නට තර්ජනයක් වේ. ක්ෂුද්‍ර තාප විදුලි සිසිලන (ක්ෂුද්‍ර-TECs), ක්ෂුද්‍ර තාප විදුලි මොඩියුල, මයිකෝ පෙල්ටියර් මූලද්‍රව්‍ය මිලි තත්පරයකට අඩු ප්‍රතිචාර කාලයන් සමඟ ඩයි හෝ ඩයිට ආසන්න තාප නියාමනයක් ලබා දෙයි.

• නව ද්‍රව්‍ය ඒකාබද්ධ කිරීම: ෂෙන්සෙන් හි හාර්බින් තාක්ෂණ ආයතනයේ පර්යේෂණ කණ්ඩායමක් විසින් උසස් කාමර-උෂ්ණත්ව සිසිලන බල ඝනත්වය (> 500 W/cm³) සහ වේගවත් තාවකාලික ප්‍රතිචාරයක් ප්‍රදර්ශනය කරන මැග්නීසියම්-බිස්මට්-පාදක ක්ෂුද්‍ර-TEC, ක්ෂුද්‍ර පෙල්ටියර් මොඩියුලයක් (ක්ෂුද්‍ර පෙල්ටියර් උපාංගයක්) නිෂ්පාදනය කරන ලදී. ක්ෂුද්‍ර පාලක ඒකක (MCU) මධ්‍යවල ක්‍රියාකාරී තාප නියාමනය සඳහා එය සාර්ථකව යොදවා ඇත.

• චිපයේ සහ සංරචක මට්ටමේ සිසිලනය: ක්ෂුද්‍ර-TECs, ක්ෂුද්‍ර-පෙල්ටියර් මූලද්‍රව්‍ය, ක්ෂුද්‍ර තාප විද්‍යුත් මොඩියුල, ක්ෂුද්‍ර TEC මොඩියුල සෘජුවම ඉහළ කාර්යසාධනයක් සහිත CPU, LiDAR විමෝචක සහ RF ඉදිරිපස මොඩියුල සමඟ ඒකාබද්ධ කර ඇත. ඒවායේ පියසටහන්-අනුකූල සැලසුම මයික්‍රෝන පරිමාණයෙන් හොට්ස්පොට් තුරන් කිරීමට ඉඩ සලසයි, තිරසාර තාප බරක් යටතේ තිරසාර පරිගණක අඛණ්ඩතාව සහතික කරයි.

4. ජෛව වෛද්‍ය උපාංග සහ සීතල දාම නිරීක්ෂණය

TECs, TEC මොඩියුල (තාප විද්‍යුත් සිසිලන මොඩියුල) නිෂ්ක්‍රීය බලශක්ති අස්වැන්න සහ ක්‍රියාකාරී තාප පාලනය හරහා මෙහෙවර-තීරණාත්මක ජෛව වෛද්‍ය ක්‍රියාකාරකම් සඳහා සහාය වේ - බද්ධ කළ හැකි සහ සැපයුම්-සංවේදී යෙදුම් සඳහා අත්‍යවශ්‍ය වේ.

• බද්ධ කළ හැකි බලය සහ සිසිලනය: MIT පර්යේෂකයන් ඌරු මස් ආකෘතිවල චර්මාභ්‍යන්තරව බද්ධ කරන ලද අතිශය තුනී, නම්‍යශීලී තාප විද්‍යුත් පටලයක් නිරූපණය කළහ. මූලික ශරීර පටක සහ එපීඩර්මිස් අතර ~2.5 K උෂ්ණත්ව අනුක්‍රමය උත්තේජනය කරමින්, උපාංගය මාස නවයක් අඛණ්ඩව හෘද පේස්මේකරයක් බල ගැන්වීය - දිගුකාලීන ජෛව ඒකාබද්ධ ශක්ති ස්වයං පාලනය වලංගු කරයි.

• ස්වයංක්‍රීය සීතල දාම නිරීක්ෂණය: තාප විදුලි ජනක යන්ත්‍ර (TEGs) ඇතුළත් උෂ්ණත්ව සංවේදී ටැග් Pfizer හි mRNA එන්නත් සැපයුම්වල යොදවා ඇත. මෙම ස්වයං බලැති සංවේදක, රැහැන් රහිත දුරමිතිය ධාවනය කිරීම සඳහා භාණ්ඩ රඳවනයේ අභ්‍යන්තර-බාහිර උෂ්ණත්ව අවකලනයෙන් තාප ශක්තිය රැස් කරයි - බැටරි යැපීම ඉවත් කිරීම සහ සංක්‍රමණය පුරා අඛණ්ඩ, විකෘති-ප්‍රතිරෝධී උෂ්ණත්ව ලොග් කිරීම සක්‍රීය කරයි.

5. කටුක පරිසර පද්ධති: අභ්‍යවකාශ සහ ගැඹුරු මුහුදේ ගවේෂණය

තාප විදුලි තාක්ෂණය, විශේෂයෙන් රික්තය, විකිරණ නිරාවරණය හෝ අධික තාප අනුක්‍රමණ යටතේ සාම්ප්‍රදායික පද්ධති අසමත් වන පරිසරවල ශක්තිමත්, නඩත්තු-රහිත තාප සහ බල කළමනාකරණයක් ලබා දෙයි.

• ගැඹුරු සාගර සහ කක්ෂීය වේදිකා: ජපානය ප්‍රමුඛ මරියානා අගල් නිරීක්ෂණ ජාලයේ, මොඩියුලර් තාප විදුලි ජනක යන්ත්‍ර (TEGs) ජල තාප වාතාශ්‍ර තරලය (~350 °C) සහ අවට මුහුදු ජලය (~2 °C) අතර >340 K අනුක්‍රමණය ගැඹුරු මුහුදේ HD වීඩියෝ පද්ධති සඳහා කිලෝවොට් මට්ටමේ අඛණ්ඩ බලයක් බවට පරිවර්තනය කරයි. ඒ සමඟම, තාප විදුලි සුපිරි දැලිස් ව්‍යුහයන් ජාත්‍යන්තර අභ්‍යවකාශ මධ්‍යස්ථානයේ අපද්‍රව්‍ය-තාප ප්‍රතිසාධනය සහ නිරවද්‍ය තාප පාලනය සඳහා පර්යේෂණාත්මක මොඩියුලයට ඒකාබද්ධ කර ඇත.

• ආරක්ෂක සහ අභ්‍යවකාශ පාදක අධෝරක්ත සංවේදනය: රික්ත-අනුකූල, වාෂ්ප නොවන ක්ෂුද්‍ර බහු-අදියර TECs, ක්ෂුද්‍ර බහු-අදියර පෙල්ටියර් මොඩියුල ක්ෂුද්‍ර බහු-අදියර තාප විද්‍යුත් සිසිලන මොඩියුල, ක්ෂුද්‍ර තාප විද්‍යුත් සිසිලන, චන්ද්‍රිකා මගින් බෝවන සහ වාතයෙන් පිටවන අධෝරක්ත අනාවරකවල බහුලව භාවිතා වේ. අතිශය සංයුක්ත පියසටහන් තුළ <100 K අනාවරක උෂ්ණත්වයක් ලබා ගැනීමේ ඔවුන්ගේ හැකියාව උපායමාර්ගික නිරීක්ෂණ සහ පෘථිවි නිරීක්ෂණය සඳහා ඉහළ සංවේදීතාව, දිගු තරංග අධෝරක්ත (LWIR) රූපකරණයට සහාය වේ.