La technologie de gestion thermique du graphène permet l'enregistrement vidéo 8K des modules de caméra

Avec l'adoption généralisée de la technologie vidéo ultra-haute définition, la résolution 8K est devenue la norme dans des domaines tels que la production cinématographique et télévisuelle, la surveillance de sécurité et l'inspection industrielle. Cependant, l'enregistrement vidéo 8K pose des défis majeurs en termes de performances des appareils, notamment la forte chaleur générée par les puces sous forte charge, qui est devenue le principal obstacle à la stabilité et à la durée de vie des modules de caméra. L'application révolutionnaire de la technologie de gestion thermique au graphène a apporté une solution pour optimiser les performances de la 8K. caméras.

La résolution 8K nécessite le traitement de plus de 33 millions de pixels de données par seconde, ce qui représente une demande exponentielle de puissance de calcul pour la puce de contrôle principale et le capteur d'image. En effet, le capteur Sony IMX435 associé à la puce de contrôle principale Rockchip RK3588 permet d'obtenir un codage et un décodage 8K à 30 ips, avec une consommation de plus de 15 W. Les matériaux de dissipation thermique traditionnels (tels que les dissipateurs thermiques métalliques ou le silicone) ne peuvent pas dissiper rapidement la chaleur, ce qui entraîne une augmentation de la température de la puce au-dessus de 80 °C, entraînant une baisse de fréquence, un gel de l'image, voire des dommages matériels.

Le graphène, surnommé le « roi des matériaux bidimensionnels », présente une conductivité thermique pouvant atteindre 5 300 W/(m·K), soit 13 fois celle du cuivre et 25 fois celle de l'aluminium. Des recherches menées par l'Institut des sciences des matériaux de l'Université du Zhejiang montrent que le « papier graphène », composé d'une structure composite silicium-graphène carbonisé, présente une efficacité de dissipation thermique supérieure de 273 % à celle des matériaux ordinaires, avec une baisse de température pouvant atteindre 18,3 °C par unité de temps. Cette caractéristique en fait un choix idéal pour la dissipation thermique des puces haute densité.

Dans les modules de caméra 8K, les solutions de gestion thermique au graphène jouent un rôle à travers les méthodes suivantes :

Conception de couche uniforme : le film de graphène est fixé à la surface de la puce de contrôle principale et du capteur, diffusant rapidement la chaleur du point chaud local de manière uniforme sur l'ensemble du module.

optimisation : le gel de silice thermique est utilisé pour combler les minuscules espaces entre la puce et la structure de dissipation thermique, éliminant ainsi la résistance thermique et améliorant l'efficacité de la conduction thermique.

Amélioration de l'isolation : le revêtement en graphène est traité par rayonnement infrarouge pour améliorer la capacité de dissipation thermique du module vers l'environnement extérieur.

Production professionnelle de films et de télévision : la caméra de cinéma 3D 8K récemment lancée par Apple utilise une solution de dissipation thermique similaire. Grâce à la conception collaborative d'un double capteur Super 35 et d'un module de dissipation thermique en graphène, elle permet un enregistrement vidéo 8K stable à un angle de 180 degrés, tout en conservant la légèreté de l'appareil.

Surveillance de sécurité : dans des environnements complexes tels que des températures et une humidité élevées, le module de dissipation thermique en graphène garantit un fonctionnement stable de la caméra à une température inférieure à 60 °C pendant 7 heures de fonctionnement continu. Associé à des algorithmes d'IA pour ajuster dynamiquement la fréquence d'images, il optimise l'équilibre énergétique.

Inspection industrielle et imagerie médicale : après avoir été équipé de la technologie de gestion thermique au graphène, l'endoscope 8K peut réaliser une imagerie à haute résolution dans un espace étroit, tout en évitant les problèmes de bruit d'image causés par la surchauffe, améliorant ainsi la précision de la détection.

Grâce aux avancées réalisées par des institutions telles que le National Ultra High Definition Video Innovation Center dans des technologies telles que 8 modules anti-tremblement et l'interaction entre deux machines, le refroidissement au graphène sera profondément intégré à la 5G et à l'IA, favorisant les développements suivants :

Conception miniaturisée : la nature ultra-mince du graphène (seulement 0,34 nm pour une seule couche) permet de créer des appareils portables 8K.

et économe en énergie : la réduction de la consommation d'énergie des appareils et la prolongation de la durée de vie de la batterie s'alignent sur les objectifs de la stratégie de neutralité carbone.

Applications inter-domaines : de l'électronique grand public à la surface, la technologie de refroidissement au graphène accélère sa pénétration dans des scénarios de plus haute précision.

L'application de la technologie de refroidissement au graphène résout non seulement les problèmes de dissipation thermique des modules de caméra K, mais ouvre également un nouveau chapitre pour l'industrie de la vidéo ultra-haute définition. Grâce aux innovations continues de la science des matériaux et des procédés de fabrication, cette technologie deviendra le moteur principal des appareils visuels intelligents vers des résolutions plus élevées et une consommation énergétique réduite.