新風(fēng)口下，熱設(shè)計(jì)現(xiàn)狀及發(fā)展前景
所謂熱設(shè)計(jì)，就是通過熱傳導(dǎo)機(jī)構(gòu)的充分設(shè)計(jì)，使得熱量能夠充分被帶走或者被控制住，將終端設(shè)備的溫度始終控制在一定要求范圍內(nèi)。
熱設(shè)計(jì)的基本要求就是要滿足設(shè)備預(yù)期的工作熱環(huán)境要求，滿足對(duì)冷卻系統(tǒng)的限制要求，熱設(shè)計(jì)與電氣設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)同時(shí)進(jìn)行，互相協(xié)調(diào)，力求提高產(chǎn)品各方面的性能并降低成本。
熱設(shè)計(jì)現(xiàn)狀
據(jù)統(tǒng)計(jì)，過熱是電子產(chǎn)品失效的首要原因。隨著電子產(chǎn)品熱耗上升化、設(shè)備小巧化、環(huán)境多樣化，熱設(shè)計(jì)的要求愈發(fā)嚴(yán)格，產(chǎn)品熱設(shè)計(jì)在整機(jī)中所占據(jù)的成本比重迅速增加，熱設(shè)計(jì)逐漸成長(zhǎng)為產(chǎn)品核心競(jìng)爭(zhēng)力因素之一。
而很大一部分企業(yè)其實(shí)沒有專業(yè)專職的熱設(shè)計(jì)人員，而是由結(jié)構(gòu)工程師或電氣工程師憑經(jīng)驗(yàn)代勞，單一產(chǎn)品傳統(tǒng)簡(jiǎn)單的散熱場(chǎng)景尚可應(yīng)付，但是否存在過度設(shè)計(jì)，是否還有優(yōu)化空間、非專業(yè)人員很難把控。
同時(shí)，電子產(chǎn)品迭代升級(jí)加快，性能、成本競(jìng)爭(zhēng)加劇，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期也被大大壓縮，傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)加樣機(jī)熱測(cè)試的方法已無法滿足市場(chǎng)需求。
熱設(shè)計(jì)發(fā)展前景
一、熱設(shè)計(jì)人才缺口大
熱設(shè)計(jì)是隨著通訊和信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展而出現(xiàn)的一個(gè)較新的行業(yè)，也是一個(gè)相當(dāng)專業(yè)的細(xì)分領(lǐng)域。但其在PCB板、通訊、消費(fèi)電子、車載電子、新能源電池、人工智能、電源等行業(yè)又至關(guān)重要。人才缺口大，發(fā)展前景一片光明。
二、熱設(shè)計(jì)難度加大
面對(duì)日趨激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，單憑經(jīng)驗(yàn)固步自封已經(jīng)行不通了。特別是如今5G興起，對(duì)終端產(chǎn)品熱設(shè)計(jì)提出了更高的挑戰(zhàn)。以5G手機(jī)為例，在與4G手機(jī)厚度相當(dāng)?shù)那闆r下，考慮到5G手機(jī)因天線數(shù)量增加導(dǎo)致內(nèi)部結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，以及其系統(tǒng)功耗倍增4-5倍等因素，這相當(dāng)于壓縮了整個(gè)熱設(shè)計(jì)通路的空間，大大增加了熱設(shè)計(jì)的難度。
不探索新的散熱解決方案根本無法滿足5G終端產(chǎn)品的設(shè)計(jì)需求。對(duì)此，熱仿真將起到很好的輔助設(shè)計(jì)作用。
熱仿真就是通過計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，建立一個(gè)接近實(shí)際系統(tǒng)的模型，利用物理熱力學(xué)原理及物質(zhì)熱屬性來分析研究系統(tǒng)（產(chǎn)品）的熱學(xué)特性的仿真實(shí)驗(yàn)分析。
熱仿真對(duì)熱設(shè)計(jì)的指導(dǎo)，主要體現(xiàn)在以下方面：
（1）確定散熱方式是否合理。
（2）對(duì)不同的散熱方案進(jìn)行篩選，選取最優(yōu)的散熱方案。
（3）優(yōu)化結(jié)構(gòu)。
（4）散熱部件的選型，比如風(fēng)扇，熱管，散熱器等。
（5）以最惡劣的工況和參數(shù)來進(jìn)行仿真，以最惡劣的仿真結(jié)果來評(píng)判溫度是否合格，從而覆蓋一些誤差和不確定性，為熱設(shè)計(jì)保留一定余量，再通過實(shí)測(cè)結(jié)果，來微調(diào)。
三、企業(yè)更加重視熱設(shè)計(jì)與熱仿真
于企業(yè)而言，產(chǎn)品熱設(shè)計(jì)更加關(guān)鍵，而學(xué)習(xí)CAE仿真技術(shù)，應(yīng)用熱仿真分析方法，對(duì)于縮短研發(fā)周期、降低研發(fā)成本、提高產(chǎn)品可靠性，具有關(guān)鍵的實(shí)用價(jià)值。很多大企業(yè)例如華為、中興、TCL等知名企業(yè)，很早就開始采用CAE仿真技術(shù)。
通過CAE熱仿真，可以任意查看產(chǎn)品不同環(huán)境和工況條件下的溫度狀況，節(jié)約時(shí)間和樣品費(fèi)用成本。熱仿真作為熱設(shè)計(jì)的重要輔助，已漸漸成為不可或缺的環(huán)節(jié)，為熱設(shè)計(jì)優(yōu)化提供了關(guān)鍵性的支撐。從驗(yàn)證設(shè)計(jì)到驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)，提升產(chǎn)品綜合競(jìng)爭(zhēng)力。
四、熱仿真逐漸成為熱設(shè)計(jì)人員必備技能
于個(gè)人而言，新能源、人工智能、5G迅猛發(fā)展，熱設(shè)計(jì)需求即將迎來爆炸式增長(zhǎng)。從目前招聘網(wǎng)站的數(shù)據(jù)來看，一線城市熱設(shè)計(jì)人才需求更多，主要聚焦在電子電力、通訊和新能源行業(yè)，多是大企業(yè)，且薪資待遇也很可觀。
但說到底，個(gè)人專業(yè)過硬才是職業(yè)發(fā)展的核心競(jìng)爭(zhēng)力，除了理論背景和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，熱仿真對(duì)熱設(shè)計(jì)人員來說是一個(gè)極大加分項(xiàng)，甚至是必備技能，熱設(shè)計(jì)+熱仿真專業(yè)人員絕對(duì)炙手可熱。但目前本科階段熱設(shè)計(jì)相關(guān)專業(yè)學(xué)習(xí)基本都還沒有設(shè)置熱仿真這塊的內(nèi)容，即使略有接觸，也遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到工程應(yīng)用的層級(jí)。
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