Bereitstellung fortschrittlicher Wärmemanagement-Lösungen
Von Lasern bis hin zu Elektrofahrzeugen –Coherent erstklassige Materialien und Systeme für das Wärmemanagement.
21. September 2023, Autor:Coherent
Kühlung ist mittlerweile zu einem sehr aktuellen Thema geworden.
Das deutlichste Beispiel hierfür sind die Mikroprozessoren, die das moderne Leben antreiben. Mit der stetig steigenden Anzahl der auf den Chips integrierten Transistoren nimmt auch die erzeugte Wärme immer weiter zu. Vor allem aber entsteht diese Wärme auf einer viel kleineren Fläche, da die neuen Geräte immer kleiner und leistungsdichter werden.
Hochleistungsrechnen beginnt auf der Ebene der Halbleiter, die als Schnittstelle zwischen Leitern und Isolatoren den Stromfluss steuern und die Bausteine aller modernen elektronischen Geräte bilden.
Aufgrund des hohen Stromverbrauchs hat der anhaltende Bedarf an Leistungssteigerungen jedoch zu thermischen Problemen geführt. Die Steuerung des Stromverbrauchs ist ein entscheidender Faktor für Geschwindigkeit, Effizienz und Zuverlässigkeit. Daher ist eine leistungsstarke Wärmemanagementlösung von entscheidender Bedeutung, um die Leistung zu optimieren und die Lebensdauer dieser Komponenten zu verlängern.
Wir bezeichnen dies als „Wärmemanagement“; das bedeutet, dass wir mithilfe von Werkzeugen und Techniken dafür sorgen, dass das System innerhalb seines Betriebstemperaturbereichs bleibt, da die Anforderungen in vielen Anwendungsbereichen komplexer sind, als nur die Temperatur eines bestimmten Bauteils zu senken.
Überall wird es wärmer
Der Bedarf an innovativen Technologien für das Wärmemanagement geht jedoch weit über den Bereich der Mikroelektronik hinaus.
Es gibt kaum eine Produktkategorie, die nicht von den physikalischen Folgen eines unzureichenden Wärmemanagements betroffen ist. Bereiche wie Verkehrswesen, Halbleiterfertigung, Informationstechnologie, Biowissenschaften und Unterhaltungselektronik sind zunehmend auf innovative Wärmemanagementlösungen angewiesen. Der einzige wesentliche Unterschied bei den Anforderungen dieser Märkte besteht in der Höhe der Leistungsaufnahme.
Ein gutes Beispiel hierfür ist der Antriebswechselrichter eines reinen Elektrofahrzeugs (BEV). Der Wechselrichter wandelt den von der Batterie gelieferten Gleichstrom in den dreiphasigen Wechselstrom um, der für den Antriebsmotor des Fahrzeugs benötigt wird. Der Wechselrichter und der Motor sind äußerst effizient ausgelegt, sodass mehr als 90 % der aus der Batterie gewonnenen elektrischen Energie in mechanische Energie umgewandelt werden, um das Fahrzeug anzutreiben. Die verlorene Energie verschwindet nicht einfach, sondern wird in Wärme umgewandelt.
Leistungswechselrichter in reinen Elektrofahrzeugen sind ein typisches Beispiel für das Skalierungsproblem im modernen Wärmemanagement. Der Energieverbrauch von Wechselrichtern und Motoren wird in Kilowattstunden (kWh) gemessen; selbst ein einstelliger prozentualer Gewinn durch ein hervorragendes Wärmemanagement führt kurz- und langfristig zu erheblichen Kosteneinsparungen, was sich wiederum in Wettbewerbsvorteilen auf mehreren Ebenen niederschlägt, darunter Reichweite, Lebensdauer und einfache Konstruktion. Dies bedeutet geringere Materialkosten.
Eine weitere Anwendungsmöglichkeit sind Anlagen für die Halbleiterfertigung – also Geräte zur Herstellung mikroelektronischer Bauteile. Diese sind für die Gewährleistung präziser, zuverlässiger und wiederholbarer Fertigungsprozesse unerlässlich. Eine präzise Temperaturregelung ist entscheidend, um die Qualität und Konsistenz der hergestellten Bauteile sicherzustellen sowie Fehler und Ertragsverluste zu minimieren.
Führende Position im Bereich Wärmemanagement
Coherent einer der weltweit führenden Anbieter im Bereich innovativer technischer Werkstoffe und Wärmemanagement-Subsysteme und bietet ein breites Produktportfolio, darunter:
Reaktionsgesinterte Silizium-/Siliziumkarbid-Werkstoffe
RB-SiC bietet eine einzigartige Kombination physikalischer Eigenschaften, darunter hohe Temperaturbeständigkeit, einen niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten, chemische Inertheit, hohe Festigkeit und ein hervorragendes Festigkeits-Gewichts-Verhältnis.
Für Anwendungen, die hohe Reinheit und Temperaturbeständigkeit erfordern, fertigen wir RB-SiC-Komponentenin nahezu jeder Größe und Form, die nachBedarf individuell angepasst werden können, einschließlich hoher Ebenheit, großer Eindringtiefe und interner Kühlkanäle.
Anwendungen:Halbleiterfertigung, Elektrofahrzeuge (EV) und Geräte für die Biowissenschaften.
AI/SiC-Metallmatrix-Verbundwerkstoffe (MMC)
AI/SiC-Metallmatrix-Verbundwerkstoffe (MMC) bieten eine einzigartige Kombination aus hoher spezifischer Steifigkeit und hoher thermischer Stabilität.
Unsere Verbundwerkstoffserie ermöglichtdie Herstellung von Bauteilen mit Abmessungen von über 2 m × 2 m.
Anwendungen:Halbleiterfertigung, Elektrofahrzeuge (EV) und Geräte für die Biowissenschaften.
CVD-Diamant
Diamant weist die höchste Wärmeleitfähigkeit aller Materialien sowie eine außergewöhnliche Härte und hohe Temperaturwechselbeständigkeit auf.
Wir verfügen über Kapazitäten in den Bereichen Diamantzüchtung (Mikrowellen-Plasma-CVD), Laserschneiden, Schleifen, Polieren, Fräsen, Lasermarkierung und Beschichtung undkönnen CVD-Diamantmaterialien in verschiedenen Abmessungen(Durchmesser bis zu 145 mm, Dicke bis zu 2 mm)liefern, deren Wärmeleitfähigkeit bei über 2200 W/m·K liegt.
Anwendungen:Datenkommunikation/Telekommunikation, Halbleiterfertigung und Geräte für die Biowissenschaften.
monokristallines Siliziumkarbid
Im Vergleich zu herkömmlichem Silizium bieten elektronische Bauelemente auf Siliziumkarbid-Basis vor allem folgende Vorteile: geringere Schaltverluste, höhere Leistungsdichte, bessere Wärmeableitung sowie eine höhere Bandbreitenkapazität.
Wir sind in der Lage, fehlerarme Siliziumkarbid-Wafer der Typen 6H (halbisolierend) und 4H (leitfähig) mit einem Durchmesser von bis zu 200 mm in großen Stückzahlen herzustellen.
Anwendungen:Datenkommunikation/Telekommunikation, Halbleiterfertigung, Elektrofahrzeuge (EV) und Geräte für die Biowissenschaften.
Thermoelektrischer Kühler (TEC)
TEC ist ein Festkörperkühler, der sich durch aktive Kühlung, bewegungslose Bauteile und hohe Betriebssicherheit auszeichnet.
Das Angebot an Coherent reicht von einfachen einstufigen Kühlern bis hin zu kompletten Kühlersubsystemen.
Anwendungen:Datenkommunikation/Telekommunikation, Elektrofahrzeuge (EV) und Geräte für die Biowissenschaften.
Dank dieser breit gefächerten und vielfältigen Kompetenzen sind wir in der einzigartigen Lage, Ihnen Wärmemanagement-Lösungen anzubieten, die perfekt auf die Leistungs- und Kostenanforderungen Ihrer spezifischen Anwendung zugeschnitten sind.
Cool, oder?
Erfahren Sie mehr über Coherent und Coherent .
