全硅“片上风扇”使薄型器件保持低温

大多数手机和平板电脑都依赖于被动冷却，将热量散发到设备主体中（并最终散发到您的手掌中）。主动冷却风扇会有所帮助，但传统风扇太大，无法安装在智能手机、平板电脑甚至一些笔记本电脑中。

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微型扬声器制造商 xMEMS 认为它拥有世界上第一款全硅片上风扇 XMC-2400 的解决方案。它的设计大约厚一毫米，宽和深不到一厘米，借鉴了 xMEMS 音频产品的经验教训。

“该行业有一系列从机械设备转移到硅的技术。从数据存储，然后到麦克风，他们完成了过渡，“xMEMS 副总裁 Mike Housholder 说。“现在，正如我们将百年扬声器转移到硅片上一样，我们也在为风扇做同样的事情。”

xMEMS 如何利用音频专业知识制造风扇

扬声器和风扇可能看起来无关，但它们有一个共同的机械功能：两者都移动空气。

xMEMS XMC-2400 足够薄，可以安装在移动设备中。该公司表示，它可以“头对头”地放置在移动片上系统上，也可以集成到设备中的其他位置。

Housholder 表示，XMC-2400 是该公司在全硅微型扬声器方面的“有意演变”，这些微型扬声器可用于 Creative Aurvana Ace 和 Noble Audio XM-1 等耳塞。“一旦我们的超声波换能器以一种新的方式产生气流，我们就知道一个分支可以是一种冷却产品。”

XMC-2400 与 xMEMS 的微型扬声器一样，使用压电材料，当施加电荷时，压电材料会改变形状。风扇是一个空腔，顶部有悬臂通风口，底部有阀门。在阀门关闭的情况下打开通风口会产生吸力并在腔中产生气压，气压与底部阀门一起释放。

每个循环移动的空气量很小，但该过程每秒重复数十万次，以达到每秒移动 39 立方厘米的空气。这仍然不多：Frore Systems 的 AirJet Mini Slim 是一种固态冷却芯片，可以移动 100 厘米3每秒。然而，AirJet 要大得多，厚为四分之一厘米，宽超过 4 厘米。

无法用肉眼观察 XMC-2400 的透气膜运行情况，因此 xMEMS 通过演示证明了其功能。XMC-2400 放置在塑料圆柱体的一端，旋转器放置在另一端。风扇按预期移动旋转器，首先通过气缸排出空气，然后向相反方向拉动。

XMC-2400 与之前的 xMEMS 产品一样，是在芯片制造厂生产的 8 英寸硅片。对于风扇，xMEMS 的供应合作伙伴是 TSMC 和 Bosch。Housholder 表示，xMEMS 已准备好扩大生产规模，以满足“客户需要的任何产能”。

“Fan-on-a-chip”可以保持设备上的 AI 运行

Housholder 表示，XMC-2400 将吸引希望在不影响尺寸、重量或耐用性的情况下改善移动设备冷却的消费电子公司。该公司希望与合作伙伴合作，以各种方式集成芯片。最简单的例子是“盖对盖”安装，XMC-2400 直接放置在移动片上系统 （SoC） 的顶部以排出空气。但是，由于风扇也可以吸入空气，因此可以将其放置在 SoC 旁边并远离 SoC，以最大限度地减少设备的整体厚度。在这种情况下，冷却是通过在 SoC 上拉空气来实现的。

“情况又变薄了，”Housholder 说。“Apple 从新的 iPad Pro 开始了这一趋势。他们花了大量时间讨论它是他们制造过的最薄的设备......然而，热管理仍然是移动设备的最大障碍之一。

xMEMS XMC-2400 与 iPhone 相邻。该公司希望这款风扇能够足够小，可以冷却移动设备。XMEMS 技术

长期以来，限制一直让设备制造商头疼不已。2020 年，Apple 同意支付 5 亿美元，以解决 iPhone 用户提起的集体诉讼，该诉讼由对 iPhone 用户对手机降低性能以控制温度的方式感到不满。

Housholder 认为，Apple Intelligence 和 Google 的 Gemini Nano 大型语言模型等 AI 功能将放大这个问题。与之前在云中运行的生成式 AI 工具不同，这些功能可以在设备上处理一些 AI 任务，以减少延迟并减少对用户隐私的担忧。但是设备上的 AI 对移动设备的 SoC 提出了很多要求，这导致了热量。

如果成功，XMC-2400 可能会成为类似风扇系列中的第一款。Housholder 表示，xMEMS 可以将芯片组合成一个风扇阵列，用于要求更高的设备。规模存在实际限制：在某些时候，传统风扇更便宜。尽管如此，多芯片 MEMS 风扇可能适合类似于 MacBook Air 或 Microsoft Surface Pro 的轻薄笔记本电脑。“我们认为我们可以在那里比赛并提供性能优势，”Housholder 说。