一、基本概念與工作原理
熱管是一種利用工質的相變傳熱原理來實現高效熱傳導的設備。它通常呈現為一維線性的結構,內壁有毛細結構,可以在非常小的溫差下實現大量的熱傳遞。這種設備的導熱系數遠高于傳統金屬,可以迅速將熱量從熱源轉移走,因此被稱為“熱的超導體”。金田銅業是專業生產銅管的廠家,產品有熱管、直管、盤管、蚊香盤管,歡迎來電咨詢:0574-83005999。
圖 1?熱管內壁的毛細結構
均溫板(Vapor Chamber, VC),在工作原理上與熱管類似,但在傳導方式上有所區別。熱管為一維線性熱傳導,而均溫板中的熱量則是在一個二維的面上傳導,因此效率更高。均溫板散熱方案在于將多個點的熱源之熱流在短距離內將其均勻的分布于較大散熱面積,隨著熱源之熱通量的不同,均溫板之等效熱傳導系數亦會有所不同。將VC在其他的機器上使用時,可以使板上每顆芯片的溫度都是一樣的,這樣做比較有利于電器的散熱。均溫板是一個內壁面具有微結構的封閉真空腔體,當熱流由熱源傳導至蒸發區時,腔體里面的工作流體會因真空條件下,于特定溫度開始產生液相汽化的現象,這時工作流體就會吸收熱能并且快速蒸發。作為一種新型的兩相流散熱技術,具有導熱性高、均溫性好、熱流方向可逆等優點,克服了傳統熱管接觸面積小、熱阻大、熱流密度不均勻等問題,已經成為解決未來電子工業中高熱流密度電子器件散熱有效途徑之一。
圖 2?均溫板結構示意圖
圖 3?均溫板工作原理
二、市場規模與增長趨勢
熱管和均溫板的應用領域正在迅速擴展,特別是在3C(計算機、通信、消費電子)產品中的應用。隨著5G技術的推廣和電子設備向更高性能和更小型化發展,對高效散熱解決方案的需求日益增加。2021年,均溫板散熱市場規模預計達到2000億元,而預計到2023年,整個散熱市場的規模將達到5000-9000億元,其中均溫板在5G產品中的滲透率可能達到75%。
三、技術比較與優勢
相比于其他散熱技術,熱管和均溫板顯示出顯著優勢。例如,熱管的熱導率極高,達到5000-10000W/m.K,是固態銅的250倍、固態鋁的500倍。而均溫板散熱技術方案的性能優于熱管散熱技術方案的15-30%,這主要是因為均溫板能夠直接與熱源接觸,減少熱阻,而熱管需要在熱源和熱管之間安裝一塊安裝板。
四、行業發展與主要玩家
在熱管和均溫板的行業內,臺資企業如雙鴻科技、健策精密、力致科技和超眾科技等都在進行積極的研發和設計。同時,大陸的廠商如碳元科技和中石科技也在積極布局,尋求在高性能散熱解決方案市場中占據一席之地。
總結來說,熱管和均溫板作為新一代高效散熱技術,均溫板用于大型服務器,熱管用于小型筆記本電腦等電子設備,目前它們都已經成為解決現代電子設備高熱流密度散熱問題的重要工具。隨著技術的不斷進步和市場的快速增長,它們在未來的電子產品中將扮演越來越關鍵的角色。