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【10:00-11:30】
１．MEMS技術によるベーパーチャンバーの薄型化
日本大学 理工学部 精密機械工学科 助教 博士(工学) 金子 美泉 氏
【専門】マイクロデバイス |
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【講座の趣旨】
電子機器の高密度実装化に伴い、放熱・排熱に関する関心が高まっている。本講座では、半導体素子と熱の関係やベーパーチャンバーの理論について具体例を挙げながら説明する。また、シリコン微細加工技術を利用したMEMS（Micro
Electro Mechanical Systems）ベーパーチャンバーについて紹介する。
１．電子デバイスの小型化
1.1 電子デバイスの小型化の歴史
1.2 小型化における実装技術
1.3 半導体のロードマップ
1.4 半導体と放熱
２．電子部品の放熱・冷却システム
2.1 放熱・冷却システムの紹介
2.1 ペルチェ素子
2.2 ヒートパイプ
2.3 ベーパーチャンバー
2.4 小型化の利点と課題
2.5 小型ベーパーチャンバーのマーケット
３．MEMSベーパーチャンバーの具体例
3.1 シリコン微細加工技術を用いた小型素子
3.2 MEMS（Micro Electro Mechanical Systems）技術
3.3 MEMSベーパーチャンバーの設計
3.4 放熱実験
3.5 課題と今後の研究
【質疑応答】
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【12:10-13:40】
２．データセンタにおける二相液浸冷却技術とその期待される応用
山陽小野田市立山口東京理科大学 工学部 機械工学科 教授 博士(工学) 結城 和久 氏
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【講座の趣旨】
AIや5Gを代表とする高度情報社会を支えるデータセンタ、スーパーコンピュータなど、新たな社会インフラを支える電子機器の消費電力は増加の一途を辿っている。特にこれらの電子機器からの発熱密度はかつてないレベルにまで達しており、カーボンニュートラルと省エネルギー社会を実現するためには、特にそのボトルネックとなる「冷却」に関わる新技術を開発し、エネルギー消費を大幅に削減する必要がある。
本講では冷却のランニングコストとCO2排出の削減に貢献する新しい「二相液浸冷却技術」とその期待される応用について解説する。
１．開発の背景
２．ロータス銅を用いた二相浸漬冷却技術の概要
３．呼吸現象(ブリージング現象)による液体供給と蒸気排出の分離による冷却性能向上
3.1 ブリージング現象の原理
3.2 グリージング現象による冷却性能
3.3 冷却面構造の最適化
４．実用例（sola）ならびに期待される応用展開
５．今後の研究課題
【質疑応答】
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【13:50-15:20】
３．超薄型熱輸送デバイスのトレンド、 超薄型ループヒートパイプの研究開発と応用展開
名古屋大学 大学院工学研究科 教授 博士(工学) 長野 方星 氏
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【講座の趣旨】
電子機器の小型化・高性能化が進むにつれ、熱管理の重要性はかつてないほど高まっています。特に、小型電子システムでは限られたスペース内での高い放熱性能が求められ、革新的な熱輸送デバイスの開発が不可欠です。本講演では、薄型熱輸送デバイスの最新研究動向を概観し、当研究グループが取り組んでいる超薄型ループヒートパイプ、フレキシブルループヒートパイプの開発について紹介します。
１．様々な電子機器の熱マネージメント要求
２．世界の薄型放熱デバイス研究開発動向
３．ループヒートパイプの概要・動作原理
４．ループヒートパイプの設計・製作方法
５．様々なループヒートパイプ研究開発事例
６．ループヒートパイプの小型化・薄型化
７．ループヒートパイプのフレキシブル化
８．ループヒートパイプの今後の展開
【質疑応答】
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【15:30-17:00】
４．超薄型ヒートパイプ、ベーパチャンバの熱性能と応用例
The Heat Pipes 代表 工学博士 望月 正孝 氏 （元 (株)フジクラ）
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【講座の趣旨】
ヒートパイプは蒸発潜熱を使った二相系の受動的な伝熱素子あり、駆動エネルギーを必要としない。ヒートパイプは非常に高い熱コンダクタンスを有し、その等価熱伝導率は、同じサイズの銅ロッドに対して数百倍高い。ヒートパイプの主たる用途は、コンピュータとエレクトロニクス製品の冷却である。ここでは、超薄型ヒートパイプとベーパチャンバによるスマホの冷却について言及する。最近、AIサーバ、データセンタが注目され、例えばnVidiaのGPUは、発熱量が1KWにも到達し水冷コールドプレート、3Dベーパチャンバが採用されているので、最新の実用例について紹介する。また最近の電気自動車用のバッテリー、モータ、IGBTの冷却事例について解説する。
【習得できる知識】
ヒートパイプとベーパチャンバの基礎知識と最新の実用例を習得できる。
１．ヒートパイプとベーパチャンバの概要
1.1 ヒートパイプの構造、原理、特徴
1.2 ヒートパイプの種類
1) ウイック型ヒートパイプ
2) ループヒートパイプ
3) 自励振動型ヒートパイプ
4) ベーパチャンバ
5) 超薄型ヒートパイプ
6) 高温用ヒートパイプ
1.3 作動流体
1.4 熱輸送性能、熱抵抗、最大熱輸送量
２．ヒートパイプの応用例概要
３．コンピュータ冷却
3.1 ノートＰＣの冷却
3.2 デスクトップ、サーバの冷却
４．超薄型ヒートパイプとベーパチャンバによるスマートホン、タブレットPCの冷却
５．AIサーバ、データセンタ、スパコンの冷却
5.1 単相コールドプレートよる冷却
5.2 3Dベーパチャンバ
5.3 次世代高発熱密度CPU/GPU冷却
６．電気自動車の冷却
6.1 LEDヘッドランプの冷却
6.2 Li ion電池の冷却
6.3 IGBTの冷却
6.4 モータの冷却
【質疑応答】
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