Los equipos de comunicaciones deben poder desplegarse rápidamente y garantizar la interoperabilidad con las plataformas existentes incluso en los entornos más extremos, a pesar de que las nuevas tecnologías están haciendo que los componentes electrónicos que forman estos sistemas sean cada vez más pequeños y generen más calor.
El auge de la inteligencia artificial, tanto en el procesamiento de datos como en la toma de decisiones, está aumentando tanto el consumo de energía como la generación de calor de los dispositivos electrónicos. Según Stephen Riker, gerente de desarrollo comercial, Aeroespacial y Defensa, nVent SCHROFF, este calor adicional está creando uno de los mayores desafíos actuales para los ingenieros electrónicos de defensa.

Los desafíos de SWaP

“El ejército se concentra hoy en tres principales impulsores de desarrollo, basados en tamaño, peso y potencia, o SWaP”, dice Riker. “Los ingenieros se enfrentan al reto de integrar más componentes electrónicos en un espacio más reducido, es decir, más potencia de procesamiento en un espacio más pequeño.

“Proteger y refrigerar estos componentes electrónicos es realmente uno de los mayores retos actuales para el embalaje electrónico y para los ingenieros, y solo va a volverse más complejo a medida que se introduzcan sistemas como la inteligencia artificial y el aprendizaje automático”.
Riker explica que estos nuevos sistemas van a requerir una enorme potencia de cálculo para realizar las funciones avanzadas que se les exigen: “Los componentes electrónicos, los procesadores y los propios chips son cada vez más pequeños y generan más calor. Y cuando el tamaño de un chip se reduce, resulta más difícil disipar el calor”.

Por ejemplo, las mejoras en el fuselaje suelen requerir ampliar el espacio para los componentes electrónicos, lo cual resulta difícil debido a las limitaciones de fabricación. El paquete electrónico debe encajar dentro del mismo espacio. Y además de todo esto, los sistemas de enfriamiento térmico en vehículos o aeronaves militares deben ser extremadamente resistentes.
Protección de la tecnología en entornos hostiles

nVent SCHROFF ha sido pionero en infraestructura electrónica en una amplia variedad de aplicaciones, que incluyen C5ISR, PNT, radares y sistemas de armamento, durante más de seis décadas.
“nVent ofrece una increíble línea de productos que se utilizan en cualquier aplicación con golpes y vibraciones fuertes, lo que significa que sirven para aviones de propulsión a chorro, tanques y satélites. Una gran cantidad de empresas utilizan nuestros productos, todo lo que esté sometido a golpes y vibraciones fuertes, y componentes fundamentales que se deben enfriar”, dice Riker.

Riker explica cómo los productos de nVent SCHROFF funcionan en conjunto con los componentes electrónicos. “Tenemos una línea de productos que disipan el calor del procesador caliente hacia una carcasa. Somos el mayor fabricante mundial de lo que denominamos productos de retención de placas de circuito impreso (PCB), que no solo mantienen estos conjuntos informáticos calientes en su sitio, sino que también disipan el calor de ese procesador caliente hacia un entorno que lo enfriará. Estamos hablando de enfriamiento por conducción, aire forzado y líquido. Estas son las tres vías que se utilizan actualmente en el ámbito militar para enfriar los componentes electrónicos. Existen especificaciones concretas, como VPX, VITA y SOSA, que la mayoría de los ejércitos están adoptando”.
Sin embargo, los avances en la tecnología de IA hacen que los chips se calienten más que nunca.

“Hoy en día, muchas empresas utilizan el enfriamiento por conducción, pero con la inteligencia artificial y el aprendizaje automático, veremos cómo se expande su uso. Ya no podrán enfriar los componentes electrónicos solo con la conducción. Tendrán que recurrir a otros métodos, como los líquidos, y nosotros ofrecemos ese servicio a nuestros clientes en la actualidad”.

Aunque las personas han estado utilizando enfriamiento líquido en computadoras domésticas durante años, Riker señala que para uso militar, los sistemas deben ser resistentes: “Ahí es donde algunas de las nuevas especificaciones, como VITA 48.4, proporcionan la base para hacerlo, y hemos utilizado esa especificación a fin de crear algunos de nuestros propios productos que resuelven ese problema: el enfriamiento por líquido en un entorno resistente”.

Enfriamiento a nivel de chip: una nueva frontera

Riker explica que, con la IA, el siguiente paso de la tecnología de enfriamiento térmico tendrá que ser diferente. “Veo a la IA revolucionando la historia de los datos y siendo realmente adoptada en todo el ejército”. La potencia de procesamiento de última generación realmente impulsará todo esto. Velocidades de datos más rápidas. Necesitará programas de software más complejos escritos para nuevos sistemas, pero el tamaño, el peso y la potencia seguirán siendo los mismos. SWaP seguirá siendo un gran punto a tener en cuenta en el empaque electrónico.
“Lo que estamos viendo ahora no solo es el enfriamiento por líquido, sino también líquido en el chip, que es un poco diferente: en lugar de empaquetar una placa en aluminio, ahora tiene un dispositivo que se enfría a nivel del chip. Y eso es realmente, creo, la próxima frontera para nosotros como empresa".