随着移动互联网的发展，很多低头族开始手捧着手机，沉溺于游戏、视频、购物、聊天等娱乐活动，当人们在享受着移动互联网带来的便利时，熟不知这些都离不开通讯网络的发展。在前几期文章中小编已详细介绍了5G以及5G小基站，今天小编再带大家详细了解5G基站的液冷散热解决方案。
5G基站简介
目前全球已有26张5G网络，到2020年可能会增加到60张，仅中国到2020年将有100万个5G基站。5G基站主要有两种，一种是宏基站，另一种是微基站。
基站设备的内部结构主要包含：BBU、射频（RF）单元、功率放大器（PA）、主电源、天线接口、散热系统等。
AAU其实就是4G时代的RRU+天线，其主要作用，是将基带数字信号转换成模拟信号，然后调制成高频射频信号，再通过功放单元放大功率，通过天线发射出去。
5G基站功耗
指BBU消耗的电量，包括数字部分处理、管理和控制、与核心网和其他基站间通信等相关功耗。
包括功率放大器（PA）和射频（RF）部分所消耗的电量，其主要执行基带信号与无线信号之间的信号转换，反馈电线的功耗包括在传输功耗之内。
指从市电引入到基站直流供电的整个转换过程中的额外损失的电量，也包括机房空调、制冷设备所消耗的电量。
随着移动通讯业务的不断发展，海量的数据需处理，同时传输速率需成倍提升，5G基站的BBU和AUU的功耗将逐渐上升，5G基站功耗达到了4G基站的2.5~3.5倍，AUU功耗增加是5G功耗增加的主要原因。目前单站满载功率近3700W。
5G基站功耗的上升将意味着发热量增加，发热量的增加将导致芯片温度升高。
主流的基站散热方案
1、降低芯片与外壳的温差，采用高导热界面材料和热桥接导热块或热管；
2、降低外壳表面温度，增加设备的外壳体积，优化散热叶片设计，加大表面积；
3、改善外壳温度均匀性，采用铸铝加厚外壳；
BBU 正面使用鳍片散热片覆盖PCB，仅仅露出电源部分，背面使用金属散热片和热管/均热板，而内部使用导热界面材料(TIM)。AAU/RRU由于功耗大幅增加，除了在内部使用 TIM 材料填充缝隙之外，还需要使用重量更轻、散热性能更好的压铸壳体，对翅片设计、壳体材料以及壳体压铸工艺都提出更高要求。半固态压铸件具有重量轻和散热性能好的优势，吹胀板具有热传导效率高、制冷速度快的优势，结合半固态压铸件和吹胀板的散热器件有望大幅提升5G基站的散热价值量。根据产业链调研，5G基站散热价值量为1500~2000元/站。
理论上，5G基站(宏基站)的覆盖密度将比4G 更密。原因在于，5G通信频段提升，基站覆盖范围持续缩小( 蜂窝小区的半径缩小)，要达到同样的覆盖范围，基站的密度会有所增加。
我国4G基站(宏基站)总量在400万站左右。考虑到运营商提高资本效率的诉求，5G建网初期广域覆盖的过程中，实际建站数量或将维持在400万站左右，但是后续考虑到新终端新应用带动的流量增长，5G基站建设量有望持续提升。从建设进度上看，工信部表示，2019年5G将在40多个城市进行部署，预计将建设10万个宏基站，2020~2022 年为我国5G建设高峰期，其中2020年宏站规模有望达到
在实际产品中，方案 1 的改善效果有限，当外壳被太阳光暴晒时，其表面温度可高达60℃至90℃。而很多芯片的Tc要求在90℃以内，此时将无法满足散热要求；对于方案 2 和方案 3 ，通常产品的外观尺寸和产品重量有一定的限制，不能随意的增大。因此5G散热将是一个很大的挑战。
为了更好的解决5G基站和超算中心的散热问题，祥博研发团队精益求精，匠心独用，打破了传统散热解决方案的思维，创新性的研发出了针对5G基站和超算中心专用的液冷散热模组。通过结构设计，热仿真分析，实测验证，并对流道和温度场进行不断优化和改进，最终研发出成功的产品。
技术参数
单颗CPU散热功率100W-300W，进出口温差1-5℃，压降5-20kPa。
技术优势
1、CPU与CPU之间的温差小；
2、CPU与散热器之间的温差小；
3、散热器温度分布均匀，表面温差小；
4、多个主副发热器件一站式液冷散热；
CPU串排液冷散热模组
热仿真图
实物图
实物图
对于5G基站外壳均温性能的提升，研发出铝材均温板，通过内部的相变工质实现均温功能，成本较铜材均温板低很多，同时可实现大面积均温效果。
NTK是一家为客户提供从概念设计到批量生产的一站式热管理解决方案提供商，具有完善的研发流程、专业的研发团队和强大的技术实力，拥有完备的品质管理体系。从传统散热器件到5G、新能源汽车与轨道交通热管理等最新技术前沿领域，
后续NTK散热也将在公众号中不断推最新散热相关资讯，和大家一起学习交流，探索新兴领域。敬请期待！
（本文部分资料来源：祥博研发中心）
