• Thứ Ba, 16/12/2003 16:25 (GMT+7)

    Công nghệ làm mát siêu nhỏ


    Vấn đề làm mát các thiết bị di động hiện nay có thể chưa nhận được nhiều sự chú ý của người dùng. Tuy nhiên, với tốc độ phát triển mạnh mẽ của công nghệ thì trong tương lai đây sẽ là vấn đề cần phải giải quyết. Khi sử dụng loại máy tính xách tay tốc độ cao chạy bộ vi xử lý P4 hay Athlon 1,5 GHZ trở lên, bạn sẽ thấy vấn đề tản nhiệt thực sự quan trọng.
    Với ngày càng nhiều tính năng được nhồi nhét vào chip xử lý, điện thoại di động, PDA, thiết bị GPS... thì khối lượng công việc của chúng ngày càng nặng hơn, nghĩa là chúng ngày càng trở nên nóng hơn. Nếu không muốn ảnh hưởng đến hiệu năng của thiết bị thì cần phải tìm giải pháp hiệu quả để loại bỏ nhiệt.
    Quạt làm mát chip được sản xuất theo nguyên lý vi áp điện (piezoelectric: sự dao động của một số dạng tinh thể khi thay đổi điện áp. Ví dụ như sự biến dạng về mặt cơ học khi có điện trường) có thể đóng một vai trò quan trọng trong việc làm mát cho máy tính xách tay, điện thoại di động và các thiết bị cầm tay thế hệ mới. Đây là loại quạt tí hon, tiêu thụ năng lượng thấp nhưng làm mát nhanh gấp 2 mức độ đối lưu tự nhiên.
    Nhóm nghiên cứu thuộc trường đại học Purdue, bang Indiana đang phát triển loại quạt chip như vậy.  Giống như tinh thể thạch anh trong đồng hồ điện tử, một điện áp xoay chiều chạy qua tinh thể trong quạt khiến nó dãn nở đều đặn. Khi tinh thể rung, cánh quạt chuyển động tới lui giống như loại quạt tay bằng nan dĩ nhiên là nhanh hơn nhiều.

    Do quạt áp điện không chịu ma sát bên ngoài nên nó có rất ít bộ phận bị mài mòn và bản thân thiết bị không bị nóng. Không có mô tơ điện bên trong nên quạt không gây nhiễu điện từ, không ảnh hưởng tới tín hiệu điện tử trong mạch máy tính mà nó đang làm mát.
    Theo các kỹ sư Purdue, tỷ lệ tản nhiệt tự nhiên trong một hộp kín nhỏ có thể gấp đôi nếu áp dụng quạt áp điện mà lại chỉ tiêu tốn 2 đến 3 miliwatt điện. Trong khi đó, để thực hiện chức năng tương tự, quạt truyền thống tiêu thụ tới 300 miliwatt. Khi thử nghiệm loại quạt này với máy tính xách tay, nhóm thử nghiệm đã hạ thấp nhiệt độ trong máy tới 80C. Quạt áp điện còn có thể làm mát các ngóc ngách mà các quạt khác không thể.
    Ý tưởng về loại quạt này không phải là mới. Và những năm 1970, loại quạt cho mạch điện tử dựa trên công nghệ điện áp đã được đề xuất. Nhưng Purdue là  nhóm đầu tiên tiến hành nghiên cứu ứng dụng sản xuất quạt chip điện áp vào thực tiễn. Purdue cũng nhận được sự hỗ trợ từ các đại gia công nghiệp điện tử như Apple, General Electric và Nokia.
    Hiện nay, chúng ta vẫn chưa thấy điện thoại di động hay PDA có gắn quạt  bởi vì chúng gây quá nhiều nhiễu về mặt điện từ cũng như tiếng ồn về mặt âm thanh. Nhưng thế hệ thiết bị di động tương lai tích hợp nhiều tính năng sẽ trở nên quá nóng nếu không có biện pháp tản nhiệt cưỡng bức. Ngoài điện thoại di động, PDA và máy tính xách tay, theo kỹ sư Arvind Raman thuộc phòng công nghệ của Purdue, nhóm này cũng đang nhắm tới thiết bị nghe nhạc cá nhân, thiết bị quân sự xách tay và đồng hồ trên ô tô.
    Nhóm Purdue còn phải vượt qua một số trở ngại như tìm loại keo thích hợp để gắn cánh quạt vào tinh thể. Loại keo này phải “khỏe” và tương thích với thiết bị mà quạt làm mát. Một vấn đề khác là mỗi thiết bị đòi hỏi một loại quạt đáp ứng được yêu cầu cụ thể của nó. Chẳng hạn như, cánh quạt phải dài bao nhiêu, dòng không khí mà quạt tạo ra như thế nào và dòng không khí đó tạo ra mức lưu thông ra sao. Nếu không được thiết kế hợp lý thì quạt đó có thể làm cho tình trạng máy trở nên tồi tệ hơn do nó sẽ đưa hơi nóng trở lại các thiết bị điện tử. Ngoài ra, vị trí gắn quạt trong thiết bị cũng hết sức quan trọng. Mỗi vị trí gắn quạt sẽ đưa lại kết quả rất khác nhau.  Dù có vấp phải những trở ngại như vậy nhưng nhóm Purdue vẫn tin rằng quạt áp điện (Piezofans) sẽ được đưa vào sử dụng trong một vài năm tới, dẫu rằng không thể thay thế loại quạt truyền thống hiện nay nhưng cũng là một bước đột phá trong công nghệ làm mát.
    Purdue đang theo đuổi công nghệ MEMS (hệ thống vi cơ điện tử) để xem liệu họ có thể ứng dụng công nghệ sản xuất chip điện tử để “khắc” quạt áp điện với kích cỡ chưa tới 1 micron. Nếu thành công thì quạt áp điện có thể đặt gọn trên các chip xử lý nhỏ xíu.

    Nguyễn Thanh Tùng

    E-mail: tungthanh46@yahoo.com

    Tổng hợp từ: www.purdue.edu,

    http://www.htxtech.com,

    http://www.newtechnologyhome.com

    ID: A0302_53