考慮到電子產品的尺寸和電池壽命，我們已經取得了長足的進步。看看手機；摩托羅拉設計的第一款便攜式手機只用了 30 分鐘或更少，重約 3 磅。出于顯而易見的原因，這些電話被稱為“磚塊”。當今的一些智能手機比 PC 速度更快、功能更強大。電子產品的小型化以及對高功率密度的需求增加了電子冷卻的巨大壓力。電子冷卻技術自 1960 年代就已經存在，但隨著客戶對高功率電子產品的渴望，新的熱管理技術成為滿足這些需求的先決條件。從過去可以學到很多東西，將這些知識應用到現在并進行必要的修改，并預測未來冷卻系統的需求。

回顧過去

CFD 用于電子冷卻的出現僅在 80 年代后期才開始，大約在 CFD 在空氣動力學應用中占有一席之地 30 年后。第一個用于電子冷卻 CFD 研究的工作站使用 Unix。為了使用這個平臺，熱工程師絕對有必要對流體動力學和傳熱有一個核心的了解。以綠色和黑色線框布置的幾何圖形需要數天和數周的時間來構建。每個幾何體都將表示為一組僅由矩形塊和三角柱組成的長方體。在那些日子里，一個 20,000 個單元格的網格需要數周的數字運算，在所有這些計算之后，解決方案很可能會出現分歧。

隨著時間的推移，出現了一些變化，包括對圖形界面、MCAD 和 ECAD 導入的改進，并且計算時間顯著減少。但 CFD 解決方案的幾何建模和離散化方面仍然停滯不前，并且在過去十年中沒有任何重大進展。當僅解決或改進特定應用程序的某些方面時，增長曲線通常會下降，并且這些增強功能不適合原始系統。

用 Cadence Celsius EC Solver 回憶現在

通過從零開始，Cadence Celsius EC Solver等軟件 徹底改變了電子熱仿真領域。這個軟件已經變得智能了。Celsius EC Solver 沒有依賴工程師將通用長方體的集合正確地形成為要建模的項目并獲得正確的網格化，而是具有用于特定功能的特定項目。例如，它知道散熱器是帶翅片的，導電固體需要氣流才能充分冷卻，并且傳感器控制風扇和 PCB 帶有層、跡線和銅百分比，而不管使用的單位是什么。

網格化是自動和智能地執行的，而不僅僅是關鍵點。它是一個智能生成的網格，反映了數十年的行業經驗，可以精確捕捉物理和幾何形狀。它還針對您的模型和計算機的計算能力進行了優化。快速、分布式內存、并行處理算法可以使用低成本的多核和多處理器計算機系統來減少計算時間。具有超過 100,000,000 個網格單元的模型只不過是通宵運行。

從 1989 年的角度來看，當前技術的發展與 CFD 在電子冷卻領域的發展一樣具有革命性。在大多數情況下，執行熱分析所需的時間已大大減少至少一半。但真正的革命是將這些新的時間節省與熱工程師不再需要成為專家這一事實相結合。通過利用 MCAD 和 ECAD 數據并使用智能軟件，通才可以有效地分析大多數問題。這并不意味著不再需要熱工程師或任何人都可以進行熱設計。使用 CFD 進行熱分析是一項仍然需要工程頭腦的知識、培訓和專業知識的功能。

定義未來

我們今天所做的有望定義我們的未來！美國能源部提出了一種使用發光二極管 (LED) 的新冷卻技術。當 LED 中的電流沿與正常方向相反的方向流動時，光子密度會下降。該團隊開展的這項工作有望推動納米光子冷卻的發展。這種冷卻方式為未來的片上冷卻提供了絕佳的機會。

參考

1.未來的冷卻電子產品。 基礎能源科學。

2. 羅斯，瑪麗。電子冷卻 CFD 趨勢。

https://www.6sigmaet.info/resources/whitepapers/electronics-cooling-cfd-trends/