Ang rebolusyon sa mga sistema ng paglamig para sa mga elektronikong device ay nagkakaroon ng momentum salamat sa xMEMS Labs at sa inobasyon nito: µCooling fan-on-a-chip. Ang teknolohiyang ito ay bumubuo ng napakalaking buzz sa mundo ng consumer electronics, AI-powered data center, at ultra-compact na device. Kung naisip mo na kung paano palamigin ang isang mobile phone o SSD nang hindi gumagamit ng tradisyonal na mga fan, sasabihin sa iyo ng artikulong ito ang lahat sa likod ng panukala ng xMEMS Labs.
Susuriin natin kung paano binabago ng isang maliit na piraso ng silicon ang paradigm ng thermal management sa panahon ng miniaturization at AI. Mula sa mga pinagmulan nito sa industriya ng audio hanggang sa pag-adapt nito bilang aktibong sistema ng paglamig para sa mga device kung saan ang espasyo at kahusayan ang lahat, ang fan-on-a-chip ay nangangako ng mga solusyon kung saan dati ay passive cooling lamang—at ang mga problema sa sobrang pag-init—ang umiiral. maging komportable, dahil dito namin sasabihin sa iyo ang lahat sa simple at mahigpit na paraan.
Ano ang xMEMS Labs at ano ang µCooling fan-on-a-chip?
Ang xMEMS Labs ay isang kumpanya sa California na itinatag noong 2018 at dalubhasa sa disenyo ng mga solusyon sa silikon batay sa teknolohiya ng MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems). Ang kanilang mga unang forays sa merkado ay nakatuon sa microfabricated speaker para sa mga headphone, ngunit sila ay gumawa ng isang hakbang pasulong sa pagbuo ng aktibong paglamig sa antas ng chip.
Ang µCooling fan-on-a-chip ay mahalagang microscopic fan na ganap na isinama sa isang silicon chip. Sinasamantala nito ang mga katangian ng piezoelectric ng mga materyales na ginamit (kaya't ang teknolohiyang "piezoMEMS") upang makabuo ng paggalaw at, dahil dito, lumipat ng hangin. Ang kamangha-manghang bagay ay ang buong sistemang ito ay 1 milimetro lamang ang kapal at may sukat na 9,26 x 7,6 x 1,08 mm, na tumitimbang ng mas mababa sa 150 mg, na ginagawang perpekto para sa mga device kung saan ang bawat milimetro ay binibilang.
Ito ay pag-unlad sinisira ang tradisyonal na hadlang ng passive cooling, ang tanging magagamit na mapagkukunan sa ngayon sa mga mobile phone, ultra-thin na laptop o high-density SSD. Salamat sa nito maliit na sukat at ang kawalan ng mga tradisyonal na gumagalaw na bahagi, Posibleng i-install ito sa mga lugar na dati ay hindi maiisip, na nagbibigay ng mga naka-localize na airflow sa mismong lugar kung saan sila pinaka-kailangan at lubhang binabawasan ang panganib ng sobrang init.
Pangunahing teknikal na tampok at bentahe ng µCooling fan-on-aa-chip
Ang mga detalye ng µCooling ng xMEMS Labs ay kahanga-hanga, na nagbibigay-diin sa kahusayan, pagiging maaasahan, at pagiging tugma nito sa matinding miniaturization. Ang ilan sa mga pinakakilalang tampok at benepisyo ng teknolohiyang ito ay kinabibilangan ng:
- Mga napakababang sukat at timbang: 1 mm lang ang kapal at mas mababa sa 150 mg ang timbang, a 96% mas mababa kaysa sa iba pang mga aktibong alternatibong hindi nakabatay sa silikon.
- Kapasidad ng hangin: Ang isang chip ay may kakayahang maglipat ng hanggang 39 cm³ ng hangin bawat segundo, na bumubuo ng presyon na hanggang 1.000 Pa—sapat na para mawala ang init sa napakaliit na espasyo.
- Pagiging maaasahan at katatagan: Dahil ito ay isang ganap na solidong bahagi, nang walang mga tipikal na blades o shafts na napuputol, ang tibay ay natitiyak at halos hindi ito nangangailangan ng pagpapanatili.
- Tahimik na operasyon: Gumagana ito sa ultrasonic band, kaya hindi ito gumagawa ng ingay na nakikita ng tainga ng tao.
- Pagkakatugma at kakayahang magamit: Maaari itong i-install sa iba't ibang mga posisyon (sa gilid, itaas) sa mga PCB o chips, at ang laki nito ay nagpapahintulot na ito ay maisama sa isang malawak na iba't ibang mga aparato.
- Proteksyon ng IP58: Ang chip ay protektado laban sa alikabok at kahalumigmigan, na ginagawang angkop para sa malupit na kapaligiran.
Ang kumbinasyong ito ay gumagawa µAng paglamig ay lalong mahalaga sa mga application kung saan ang tradisyonal na aktibong paglamig ay hindi akma o hindi magagawa dahil sa ingay, panginginig ng boses o mga isyu sa pagpapanatili.
Paano gumagana ang teknolohiya ng piezoMEMS kapag inilapat sa malamig?
Ang chip ay gumaganap bilang isang uri ng maliit na elektronikong kontroladong air pumpSa pamamagitan ng pag-iiba-iba ng inilapat na boltahe, ang MEMS microactuators ay nagtutulak ng hangin sa tumpak na bilis, na nagbibigay-daan sa kanila na palamig ang mga high-performance na chips, sensor, o optical module, sa mismong hot spot kung saan nagkakaroon ng sobrang init. Ang kontrol na ito ay napaka-tumpak na ang mga inhinyero ay maaaring magpasya kung gagamitin ang daloy upang kunin ang init o upang magpahangin sa mga katabing bahagi.
Isa sa mga rebolusyonaryong bentahe ay iyon Hindi kinakailangang ilagay ang fan sa ibabaw ng CPU o pangunahing bahagiMaaaring kumilos ang system sa iba't ibang bahagi ng device, pag-optimize ng pamamahagi ng init at pagpigil sa mapanganib na pag-ipon ng init, na mahalaga sa mga optical module para sa mga data center o sa mga bagong pagpapaunlad ng artificial intelligence.
Saan ginagamit ang µCooling fan-on-a-chip ng xMEMS Labs?
Ang hanay ng mga application para sa xMEMS Labs µCooling ay mabilis na lumalawak. Orihinal na ginawa para sa mga smartphone at tablet, ang potensyal nito ay tumalon sa mga data center at artificial intelligence hardware, kung saan kritikal ang power density..
Sa kaso ng mga data center para sa AIAng mga high-speed optical module at SSD ay nahaharap sa lalong mahigpit na mga hadlang sa thermal, at ang fan-on-a-chip na teknolohiya ay maaaring magpababa ng DSP (digital signal processor) na temperatura ng humigit-kumulang 15%. Isinasalin ito sa isang serye ng mga benepisyo: nabawasan ang panganib ng mga error, mas mataas na pinapanatili na bilis ng pagpapatakbo, at pinahabang buhay ng hardware.
Ang thermal management ay isang hamon dahil sa kapangyarihan ng mga modernong processor at graphics chips, lalo na sa pagdating ng mga AI application at high-demand na mga gawain. Hanggang ngayon, ang mga makinang ito ay maaari lamang umasa sa mga passive na solusyon gaya ng mga heatpipe o vapor chamber, na napatunayang hindi sapat sa masinsinang paggamit ng mga sitwasyon. Dito nagkakaroon ng pagkakaiba ang µCooling.
Kabilang sa iba pang mga sektor kung saan ito nagsisimulang lumabas ay ang matalinong sasakyan (in-cabin entertainment, mga camera ng tulong, atbp.), mga augmented/virtual reality system, at anumang kapaligiran kung saan ang mga chips ay umaabot hanggang sa limitasyon at ang espasyo ay mahalaga.
Paghahambing sa iba pang mga teknolohiya ng micro-refrigeration
Ang tagumpay ng µCooling ay nagbigay-inspirasyon sa ibang mga kumpanya upang siyasatin ang mga compact cooling system, ngunit ang xMEMS na diskarte ay natatangi sa maraming paraan.
Hal Ang Frore Systems ay bumubuo ng piezoelectric vibration cooling chips mula noong 2022. (tulad ng AirJet Mini Slim), na nag-aalis din ng mga kumbensyonal na gumagalaw na bahagi, ay nagpakita ng mga kawili-wiling resulta sa pamamagitan ng pagdodoble sa pagganap ng ilang SSD. Gayunpaman, ang solusyon ng xMEMS ay namumukod-tangi sa mas maliit na sukat nito at eksklusibong pagsasama nito sa silicon—na nagpapadali sa mass production at pagiging maaasahan sa antas ng industriya.
Sa ibang paraan, Ang Ventivia ay tumataya sa ionic cooling, gamit ang mga electric field para ilipat ang hangin.Bagama't may pag-asa ang alternatibong ito, ang katotohanang wala itong ganap na matatag na elemento o hindi gaanong napatunayan sa industriya ng electronics ay naglalagay nito sa isang mas pang-eksperimentong yugto kumpara sa pag-unlad ng xMEMS.
Samakatuwid, Ang panukalang xMEMS ay nagbibigay ng malinaw na mga pakinabang sa mga tuntunin ng laki, tahimik na operasyon, katatagan at kadalian ng pagsasama. sa modernong chip manufacturing ecosystem.
Epekto sa merkado at kasalukuyang konteksto
Mula sa sektor ng industriya hanggang sa huling mamimili, Ang uso ay ang paggawa ng mas maliliit, mas makapangyarihang mga device na may kakayahang pamahalaan ang mga matatalinong workload.Ang problema ay ang init na nabuo ay tumataas sa parehong bilis, at ang mga tradisyonal na solusyon ay hindi na sapat. Kung napansin mo na kung paano uminit ang iyong telepono habang naglalaro o gumagamit ng AI, alam mo kung ano mismo ang pinag-uusapan namin.
Sa mga salita mismo ng CEO ng xMEMS na si Joseph Jiang, Ang fan-on-a-chip ay dumating sa perpektong orasGusto ng mga tagagawa ang mas manipis ngunit mas malakas na mga mobile phone at computer, na ginagawang isa sa mga pangunahing bottleneck ang thermal management para sa patuloy na pagbabago sa disenyo at pagganap.
Naging positibo ang pagtanggap sa industriya. Ang XMEMS ay nakakuha na ng mga kasunduan para isama ang µCooling sa mga bagong komersyal na produkto simula sa 2025., kasunod ng tagumpay ng mga micro-speaker nito (higit sa kalahating milyong unit ang naibenta noong 2024). Higit pa rito, ang kumpanya ay nakakuha ng isang matatag na supply chain na may ilang mga kasosyo sa paggawa ng chip, na nangangako ng scalability at pagiging maaasahan para sa malalaking volume.
Tahimik, walang vibration na operasyon
Ang isa sa mga pinaka-makabago at pinahahalagahan na aspeto ng µCooling ay ganap na tahimik na operasyon nito. Paggawa sa ultrasonic band, ang ingay na nabubuo nito ay hindi mahahalata sa tainga ng tao. Higit pa rito, dahil wala itong tradisyonal na mga blades o gears, Hindi ito gumagawa ng mga vibrations na maaaring makaapekto sa katumpakan ng mga sensor o sa kaginhawahan ng mga user sa mga portable na device..
Ito ay partikular na nauugnay sa mga sitwasyon kung saan ang katahimikan at ang kawalan ng microvibrations ay mahalaga, tulad ng sa mga high-fidelity na audio device, portable na kagamitang medikal, nasusuot, o mga naka-embed na automotive system.
Tinatangkilik ng end user ang mas cool na hardware, na may mas kaunting mga limitasyon sa pagganap at walang mga disbentaha ng mga kumbensyonal na fan., tulad ng ingay o posibleng mekanikal na pagkasira pagkatapos ng maikling panahon ng masinsinang paggamit.
Mga kalamangan sa tradisyonal na passive cooling
Hanggang sa pagbuo ng µCooling, Ang lahat ng mga ultra-manipis na aparato ay pinilit na gumamit ng mga passive system para mawala ang init: mga vapor chamber, heat pipe, miniaturized na heatsink... ngunit wala sa mga opsyong ito ang bumubuo ng airflow, sa halip ay nagsasagawa lang sila ng init, kaya mabilis na bumaba ang performance kapag naabot ang ilang partikular na temperatura.
Pinilit nito ang mga tagagawa na throttle, o limitasyon, ang bilis ng mga processor at chips sa matinding init na mga sitwasyon, sinisira ang karanasan ng user sa mga demanding na app o modernong video game. Ang pagdating ng µCooling ay nagbibigay-daan panatilihin ang maximum na bilis ng bahagi nang mas matagal, pagbabawas ng mga error at pagpapalawak ng kapaki-pakinabang na buhay nang hindi sinasakripisyo ang disenyo o manipis.
Para sa mga gumagamit, ito ay isinasalin sa Mas makapangyarihan, maaasahan at mas tahimik na mga mobile, laptop at SSD, nang hindi isinasakripisyo ang ultra-manipis na disenyo na labis na hinihiling ng mga mamimili.
