《電子設備熱管理》是2022年科學出版社出版的圖書，作者是中國科學院。
基本介紹
- 書名：電子設備熱管理
- 作者：中國科學院
- 出版社：科學出版社
- 出版時間：2022年7月1日
- 頁數：405 頁
- 裝幀：平裝
- ISBN：9787030724724
- 字數：468000
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
《電子設備熱管理》從電子設備熱管理學科發展規律與挑戰、晶片產熱機理與熱輸運機制、晶片熱管理方法、熱擴展方法、界面接觸熱阻與熱界面材料、高效散熱器、電子設備熱設計方法與軟體、電力電子設備熱管理技術、數據中心熱管理技術、基於軟體冷卻概念的電子設備熱管理和電子設備熱管理學科建設與人才培養等方面，詳細分析電子設備熱管理學科與技術發展面臨的挑戰，梳理我國電子設備熱管理學科發展脈絡，探討電子設備熱管理技術未來發展趨勢。
圖書目錄
總序 i
前言 vii
摘要 xi
Abstract xix
第一章 電子設備熱管理學科的發展規律與挑戰 1
第一節 電子設備熱管理的概念與內涵 1
第二節 電子設備熱管理的發展規律和面臨的挑戰 3
一、電子設備熱管理的發展規律 3
二、電子設備熱管理面臨的挑戰 7
第三節 電子設備熱管理的國內外研究現狀 10
一、國際電子設備熱管理的研究現狀 10
二、我國電子設備熱管理的研究現狀 12
本章參考文獻 14
第二章 晶片產熱機理與熱輸運機制 16
第一節 研究內涵 16
第二節 關鍵科學問題 17
一、納米尺度晶片電-聲耦合產熱機理 19
二、晶片微納尺度熱輸運機制 20
三、晶片電-熱-力協同效應 23
第三節 研究動態 25
一、晶片產熱機理 25
二、晶片熱輸運機制 34
三、晶片電-熱-力耦合效應 45
第四節 未來發展趨勢和建議 49
一、寬頻隙半導體技術 49
二、固-固異質界面熱傳輸強化方法 51
三、晶片跨尺度-多場協同設計方法 52
本章參考文獻 53
第三章 晶片熱管理方法 65
第一節 概念與內涵 65
第二節 面臨的挑戰和存在的問題 69
一、晶片近結點微通道強化傳熱機理與方法 69
二、晶片熱管理微系統異質封裝與集成技術 71
三、晶片熱管理微系統熱-電-力-流一體化設計方法 73
第三節 研究動態 74
一、近結點微通道設計最佳化與強化換熱 74
二、晶片異質封裝鍵合 87
三、晶片熱-電-力一體化協同設 96
第四節 未來發展趨勢和建議 99
一、高導熱、大尺寸基底鍵合與異質界面熱輸運強化方法 99
二、高效低阻近結點微通道結構設計與最佳化方法 99
三、晶片熱管理微系統的高密度異質封裝與集成技術 100
四、晶片熱管理微系統熱-電-力-流一體化設計與評價方法 100
本章參考文獻 101
第四章 熱擴展方法 110
第一節 概念與內涵 110
一、第一代熱擴展材料 112
二、第二代熱擴展材料 114
三、第三代熱擴展材料 123
四、蒸汽腔熱擴展 124
第二節 面臨的挑戰和存在的問題 129
一、複合熱擴展材料多尺度傳熱模型與界面調控機理 129
二、低維材料多維導熱通路設計方法與器件一體化 130
三、基於微納複合結構的蒸汽腔相變傳熱強化方法 130
四、面向超薄、柔性電子器件的新型熱擴展方法 131
第三節 研究動態 131
一、高導熱複合熱擴展材料的界面調控 131
二、低維熱擴展材料的可控制備 136
三、基於新型毛細芯設計與微納結構相結合的蒸汽腔技術 138
四、新型蒸汽腔熱擴展方法 143
第四節 未來發展趨勢和建議 145
一、高性能熱擴展材料的設計與多維導熱強化方法 145
二、高導熱低維材料的可控生長與器件一體化組裝 146
三、蒸汽腔相變傳熱強化方法與超薄/柔性蒸汽腔熱擴展技術 147
本章參考文獻 148
第五章 界面接觸熱阻與熱界面材料 158
第一節 概念與內涵 158
第二節 面臨的挑戰和存在的問題 162
一、接觸熱阻產生的微觀機理 162
二、接觸熱阻的高精度表征與測試方法 163
三、聚合物TIM的高效熱通路構建方法 163
四、金屬TIM的兼容性增強方法 166
五、全無機低維TIM的多維結構設計方法 167
第三節 研究動態 167
一、接觸熱阻的產生機理及影響規律 167
二、接觸熱阻的表征與測試法 173
三、聚合物熱界面材料 180
四、金屬TIM 199
五、全無機低維TIM 206
第四節 未來發展趨勢和建議 210
一、小界面溫差、低接觸熱阻的高精度表征與測試技術 210
二、導熱高且模量低的TIM 211
三、TIM的老化機理及其壽命評估方法 211
本章參考文獻 212
第六章 高效散熱器 221
第一節 概念與內涵 221
第二節 面臨的挑戰和存在的問題 223
一、緊湊式風冷散熱器多目標最佳化設計方法 223
二、單相液冷散熱器流阻-熱阻協同設計 224
三、相變散熱器穩定性和臨界熱流密度提升方法 224
第三節 研究動態 226
一、風冷散熱器 226
二、單相液冷散熱器 229
三、相變散熱器 233
第四節 未來發展趨勢和建議 240
一、風冷散熱器散熱/結構一體化設計方法 240
二、單相液冷散熱器多目標最佳化設計方法 241
三、高熱流密度相變散熱器強化換熱與穩定性調控方法 242
本章參考文獻 244
第七章 電子設備熱設計方法與軟體 250
第一節 概念與內涵 250
一、電子器件與設備熱設計背景 250
二、數值分析輔助熱設計方法發展歷程 253
三、多物理場耦合熱設計方法 254
四、微觀尺度熱設計方法 256
五、常用熱分析與設計軟體（專用、通用） 257
第二節 面臨的挑戰和存在的問題 262
一、多場耦合強非線性問題的收斂性 262
二、跨尺度熱分析計算的信息互動匹配 264
三、多尺度熱分析問題的高計算資源需求 265
第三節 研究動態 266
一、強非線性問題的穩定方法 266
二、跨尺度熱分析的信息互動匹配方法 269
三、多尺度熱分析問題的計算資源分配 272
第四節 未來發展趨勢和建議 274
一、電子設備多層次協同設計方法 274
二、熱設計軟體模組化集成和大規模實際問題的精確求解 276
三、研發具有自主智慧財產權的熱分析與熱設計軟體 277
本章參考文獻 278
第八章 電力電子設備熱管理技術 283
第一節 概念與內涵 283
一、電力電子設備的發展現狀 283
二、電力電子設備的熱特徵 286
第二節 面臨的挑戰和存在的問題 290
一、通用電力電子器件結溫線上測量方法 290
二、非平穩工況電力電子器件結溫管理方法 292
三、功率半導體器件封裝熱管理技術 293
第三節 研究動態 293
一、基於過溫保護的外部熱管理技術 293
二、功率半導體器件封裝熱管理技術 304
三、基於壽命模型的器件結溫平滑控制技術 308
第四節 未來發展趨勢和建議 314
一、非平穩工況器件結溫測量方法研究 315
二、基於器件損耗控制的內部熱管理策略研究 316
三、套用於碳化矽器件的新型封裝熱管理技術 317
本章參考文獻 318
第九章 數據中心熱管理技術 326
第一節 概念與內涵 326
一、數據中心的發展歷程 326
二、數據中心的熱管理問題 329
三、數據中心的能效評價與節能 332
第二節 面臨的挑戰和存在的問題 336
一、大型數據中心高效精準化熱管理 337
二、大型數據中心低品位廢熱高效利用 340
第三節 研究動態 341
一、大型數據中心高效熱管理技術 341
二、大型數據中心廢熱利用與節能技術 348
第四節 未來發展趨勢和建議 352
一、數據中心超前預測與調控 352
二、100%可再生能源供能——零排放數據中心建設 353
本章參考文獻 353
第十章 基於軟體冷卻概念的電子設備熱管理 360
第一節 概念與內涵 360
第二節 面臨的挑戰和存在的問題 363
一、溫度場高精度感知和重構 363
二、準確的功耗與溫度關聯模型 364
三、高效任務資源調度策略 365
第三節 研究動態 366
一、片上系統溫度場感知與重構方法 366
二、處理器功耗與溫度分布的匹配關係 367
三、軟體冷卻系統資源調度策略 369
四、軟體冷卻方法的套用研究 371
第四節 未來發展趨勢和建議 372
一、發展面向多核異構系統的實時動態調度方法 372
二、建立任務遷移與任務切換開銷的評估方法與評價準則 373
三、發展基於熱耗與溫度超前預測的智慧型化軟體冷卻方法 373
本章參考文獻 374
第十一章 電子設備熱管理學科建設與人才培養 377
第一節 學科建設與人才培養的必要性 377
一、學科發展的必然性 377
二、專業人才的缺乏 378
三、巨大的市場需求 379
第二節 國外學科建設和人才培養概況 380
一、美國電子設備熱管理的學科建設與人才培養概況 380
二、歐洲電子設備熱管理的學科建設與人才培養概況 384
三、日韓電子設備熱管理的學科建設與人才培養概況 386
第三節 國內學科建設和人才培養概況 388
一、國內學科建設和人才培養中存在的問題 388
二、國內學科建設和人才培養的對策 390
第十二章 電子設備熱管理技術與學科發展戰略建議 391
第一節 電子設備熱管理技術未來發展趨勢與路線圖 391
一、發展電子設備產熱-傳熱-散熱全鏈條多層次協同熱管理方法與理論體系 394
二、發展面向超高熱流密度晶片近結點定向熱管理方法 394
三、發展面向大型電子設備和數據中心的精準熱管理方法 395
四、發展基於軟體冷卻概念的智慧型化熱管理方法 396
五、發展電子設備能量綜合管理與利用技術 397
第二節 加強基礎研究和跨學科交叉領域研究 398
第三節 打造國家級電子設備熱管理研究平台 399
第四節 要加大學科投入、重視學科規劃和加強人才培養 400
第五節 發展具有自主智慧財產權的熱分析和設計軟體 401
關鍵字索引 404
