Elektroonikaseadmete jahutussüsteemide revolutsioon on tänu xMEMS Labsile ja selle innovatsioonile: µCooling fan-on-a-chip hoogu kogumas. See tehnoloogia tekitab tohutut elevust tarbeelektroonika, tehisintellektiga andmekeskuste ja ülikompaktsete seadmete maailmas. Kui olete kunagi mõelnud, kuidas mobiiltelefoni või SSD-d jahutada ilma traditsioonilisi ventilaatoreid kasutamata, siis see artikkel räägib teile xMEMS Labsi ettepaneku tagamaid.
Me süveneme sellesse, kuidas pisike ränitükk muudab termohalduse paradigmat miniaturiseerimise ja tehisintellekti ajastul. Alates selle päritolust audiotööstuses kuni selle kohandamiseni aktiivse jahutussüsteemina seadmetele, kus ruum ja efektiivsus on kõik, pakub kiibil olev ventilaator lahendusi seal, kus varem eksisteeris ainult passiivne jahutus – ja ülekuumenemise probleemid. ole mugav, sest siin räägime teile kõik lihtsalt ja selgelt.
Mis on xMEMS Labs ja mis on µCooling ventilaator-kiibile?
xMEMS Labs on California ettevõte, mis asutati 2018. aastal ja on spetsialiseerunud MEMS-tehnoloogial (mikroelektromehaanilised süsteemid) põhinevate ränilahenduste disainile. Nende esimesed turuletoomised keskendusid kõrvaklappide mikrotoodetud kõlaritele, kuid nad on teinud suure sammu edasi aktiivjahutuse arendamisega kiibi tasandil.
Jahutusventilaator µCooling on sisuliselt mikroskoopiline ventilaator, mis on täielikult ränikiibi sisse integreeritud. See kasutab ära kasutatud materjalide piesoelektrilisi omadusi (sellest ka selle "piezoMEMS" tehnoloogia), et tekitada liikumist ja seega õhku välja tõrjuda. Hämmastav on see, et kogu see süsteem on vaid 1 millimeetri paksune ja mõõtmetega 9,26 x 7,6 x 1,08 mm, kaaludes alla 150 mg, mistõttu on see ideaalne seadmetele, kus iga millimeeter loeb.
See on progress murrab traditsioonilise passiivse jahutuse barjääri, seni ainus elujõuline ressurss mobiiltelefonides, üliõhukestes sülearvutites või suure tihedusega SSD-ketastes. Tänu oma pisike suurus ja traditsiooniliste liikuvate osade puudumine, Seda on võimalik paigaldada kohtadesse, mis varem olid mõeldamatud, pakkudes lokaliseeritud õhuvoolu just seal, kus seda kõige rohkem vajatakse, ja vähendades drastiliselt ülekuumenemise ohtu.
µCooling ventilaatori-AA-kiibi peamised tehnilised omadused ja eelised
xMEMS Labsi µCooling'i spetsifikatsioonid on hämmastavad, rõhutades selle tõhusust, töökindlust ja ühilduvust äärmise miniaturiseerimisega. Mõned selle tehnoloogia kõige märkimisväärsemad omadused ja eelised on järgmised:
- Ülimalt vähendatud mõõtmed ja kaal: Vaid 1 mm paksune ja alla 150 mg kaaluv 96% vähem kui teised mitte-ränipõhised aktiivsed alternatiivid.
- Õhu läbilaskevõime: Üks kiip suudab liigutada kuni 39 cm³ õhku sekundis, tekitades kuni 1.000 Pa rõhu – mis on piisav soojuse hajutamiseks väga väikestes ruumides.
- Usaldusväärsus ja vastupidavus: Kuna tegemist on täiesti kindla komponendiga, ilma tüüpiliste kuluvate labade või võllideta, on vastupidavus tagatud ja see ei vaja praktiliselt üldse hooldust.
- Vaikne töö: See töötab ultraheli sagedusalas, seega ei tekita see inimese kõrva jaoks tajutavat müra.
- Ühilduvus ja mitmekülgsus: Seda saab paigaldada trükkplaatidele või kiipidele erinevatesse asenditesse (küljele, peale) ning selle suurus võimaldab seda integreerida väga erinevatesse seadmetesse.
- IP58 kaitse: Kiip on kaitstud tolmu ja niiskuse eest, mistõttu sobib see karmidesse keskkondadesse.
See kombinatsioon teeb Jahutus on eriti väärtuslik rakendustes, kuhu traditsiooniline aktiivjahutus lihtsalt ei sobi. või on müra, vibratsiooni või hooldusprobleemide tõttu teostamatu.
Kuidas piezoMEMS-tehnoloogia külmas keskkonnas töötab?
Kiip toimib omamoodi pisikese elektrooniliselt juhitava õhupumbanaRakendatava pinge muutmise abil liigutavad MEMS-mikroajamid õhku täpse kiirusega, võimaldades neil jahutada suure jõudlusega kiipe, andureid või optilisi mooduleid otse kuumas kohas, kus tekib liigne soojus. See juhtimine on nii täpne, et insenerid saavad otsustada, kas kasutada voolu soojuse eraldamiseks või külgnevate komponentide ventileerimiseks.
Üks revolutsioonilistest eelistest on see, et Ventilaatorit ei ole vaja protsessori või põhikomponendi kohale paigutada.Süsteem saab toimida seadme erinevates piirkondades, optimeerides soojusjaotust ja ennetades ohtlikku kuumenemist, mis on ülioluline andmekeskuste optiliste moodulite või uute tehisintellekti arenduste puhul.
Kus kasutatakse xMEMS Labsi µCooling ventilaatorit kiibil?
xMEMS Labsi µCooling rakenduste valik laieneb kiiresti. Algselt nutitelefonide ja tahvelarvutite jaoks loodud tehnoloogia on nüüdseks laienenud andmekeskustesse ja tehisintellekti riistvarasse, kus võimsustihedus on kriitilise tähtsusega..
Juhul kui tehisintellekti andmekeskusedKiired optilised moodulid ja SSD-d seisavad silmitsi üha rangemate termiliste piirangutega ning kiibil paikneva ventilaatori tehnoloogia abil saab DSP (digitaalsignaaliprotsessori) temperatuuri vähendada umbes 15%. See toob kaasa mitmeid eeliseid: väiksem vigade oht, suurem püsiv töökiirus ja pikem riistvara eluiga.
Termohaldus on tänapäevaste protsessorite ja graafikakiipide võimsuse tõttu keeruline, eriti tehisintellekti rakenduste ja suure nõudlusega ülesannete tulekuga. Seni said need masinad loota ainult passiivsetele lahendustele, nagu soojustorud või aurukambrid, mis osutusid intensiivse kasutamise korral ebapiisavaks. Siin teebki µCooling vahet.
Teiste sektorite hulka, kus see hakkab esile kerkima, kuuluvad nutikad autod (meelelahutus salongis, abikaamerad jne), liit-/virtuaalreaalsuse süsteemid ja kõik keskkonnad, kus kiibid on viimse piirini venitatud ja ruum väärtuslik.
Võrdlus teiste mikrokülmutustehnoloogiatega
µCooling'u edu on inspireerinud teisi ettevõtteid uurima kompaktseid jahutussüsteeme, kuid xMEMS-lähenemisviis on mitmes mõttes ainulaadne.
Nt Frore Systems on piesoelektrilisi vibratsioonijahutuskiipe arendanud alates 2022. aastast. (näiteks AirJet Mini Slim), mis samuti tavapäraseid liikuvaid osi ei kasuta, on näidanud huvitavaid tulemusi, kahekordistades mõnede SSD-de jõudlust. xMEMS-lahendus paistab aga silma oma veelgi väiksema suuruse ja ainult räni sisse integreerimise poolest, mis hõlbustab masstootmist ja tööstusliku taseme töökindlust.
Teisest erinevast lähenemisviisist lähtudes Ventivia panustab ioonjahutusele, kasutades õhu liigutamiseks elektrivälju.Kuigi see alternatiiv on paljutõotav, asetab asjaolu, et sellel puuduvad täiesti robustsed elemendid või pole see elektroonikatööstuses nii hästi tõestatud, selle xMEMS-i edenemisega võrreldes eksperimentaalsemasse etappi.
seetõttu xMEMS-i ettepanek pakub selgeid eeliseid suuruse, vaikse töö, töökindluse ja integreerimise lihtsuse osas. tänapäevastes kiibitootmise ökosüsteemides.
Mõju turule ja praegusele olukorrale
Tööstussektorist lõpptarbijani, Trend on toota väiksemaid ja võimsamaid seadmeid, mis on võimelised haldama intelligentseid töökoormusi.Probleem on selles, et tekkiv soojus suureneb sama kiirusega ja traditsioonilistest lahendustest enam ei piisa. Kui olete kunagi märganud, kuidas teie telefon mängude mängimise või tehisintellekti kasutamise ajal uskumatult kuumaks läheb, siis teate täpselt, millest me räägime.
xMEMSi tegevjuhi Joseph Jiangi enda sõnul Ventilaator-kiibile saabub ideaalsel ajalTootjad soovivad üha õhemaid, kuid samas võimsamaid mobiiltelefone ja arvuteid, mistõttu on soojusjuhtimine üks peamisi kitsaskohti disaini ja jõudluse jätkuva innovatsiooni jaoks.
Vastuvõtt tööstuses on olnud väga positiivne. XMEMS on juba sõlminud lepingud µCooling'u integreerimiseks uutesse kommertstoodetesse alates 2025. aastast., pärast oma mikrokõlarite edu (2024. aastaks müüdud üle poole miljoni ühiku). Lisaks on ettevõte loonud tugeva tarneahela mitme kiibitootmispartneriga, mis lubab skaleeritavust ja töökindlust suurte mahtude puhul.
Vaikne ja vibratsioonivaba töö
Üks µCooling'i uuenduslikumaid ja väärtuslikumaid aspekte on selle täiesti vaikne tööUltraheli lainealal töötades on selle tekitatud müra inimese kõrva jaoks tajumatu. Lisaks, kuna sellel puuduvad traditsioonilised labad või hammasrattad, See ei tekita vibratsiooni, mis võiks mõjutada andurite täpsust või kasutajate mugavust kaasaskantavatel seadmetel..
See on eriti oluline olukordades, kus vaikus ja mikrovibratsioonide puudumine on olulised, näiteks kõrglahutusega heliseadmetes, kaasaskantavates meditsiiniseadmetes, kantavates seadmetes või autotööstuse manustatud süsteemides.
Lõppkasutaja naudib jahedamat riistvara, millel on vähem jõudluspiiranguid ja tavapäraste ventilaatorite puudusi pole., näiteks müra või võimalik mehaaniline kulumine pärast lühikest intensiivset kasutamist.
Eelised traditsioonilise passiivjahutuse ees
Kuni µJahutuse väljatöötamiseni Kõik üliõhukesed seadmed olid sunnitud kasutama passiivseid süsteeme Soojuse hajutamiseks: aurukambrid, soojustorud, miniatuursed jahutusradiaatorid... aga ükski neist valikutest ei tekita õhuvoolu, vaid juhib ainult soojust, seega langeb jõudlus teatud temperatuuride saavutamisel kiiresti.
See sundis tootjaid piirata protsessorite ja kiipide kiirust ehk vähendada nende töökiirust intensiivse kuumuse korral, mis rikub kasutajakogemust nõudlikes rakendustes või kaasaegsetes videomängudes. µCooling'i tulek võimaldab säilitab komponendi maksimaalse kiiruse kauem, vähendades vigu ja pikendades kasulikku eluiga, ohverdamata disaini või õhukest konstruktsioone.
Kasutajate jaoks tähendab see järgmist Võimsamad, töökindlamad ja vaiksemad mobiiltelefonid, sülearvutid ja SSD-d, ohverdamata üliõhukest disaini mida tarbijad nii palju nõuavad.
