基于超声波MEMS技术的“芯片风扇(Fan-on-a-Chip)”可能是移动散热领域的下一个重大突破,有望成为智能移动设备的最佳散热方式

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- xMEMS在CES 2026上展示其µCooling MEMS风扇技术,其利用超声波MEMS扬声器来推动空气流动,进而实现冷却散热功能。

- µCooling MEMS风扇具有静音、防水,体积小巧等优点,可用于可穿戴设备(例如AI智能眼镜)、智能手机等智能移动设备。

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- 用于智能手机的导风道式µCooling MEMS风扇解决方案每分钟可推动高达0.1立方英尺的空气。

散热可以说是现代处理器(尤其是AI芯片)最大的敌人。如今,我们可以制造出速度极快的AI芯片,但如果运行速度过快,AI芯片就会因为过热而导致性能下降。因此,我们使用的几乎所有智能设备都必须在性能和散热之间取得某种平衡。据麦姆斯咨询报道,今年在美国拉斯维加斯举行的CES 2026展会上,压电MEMS创新厂商xMEMS展示了µCooling MEMS风扇技术,为小型智能移动设备提供了一种新的冷却散热方案。

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散热的原理其实并不复杂:让发热的物体接触到较冷的物体,热量就会在两者之间逐渐平衡。问题在于,芯片会不断产生热量,因此我们需要它们反复与较冷的物体接触。或许你拥有一台配备水冷系统的高端电脑,但目前最常见的散热方式是利用空气作为介质,并通过风扇持续输送冷空气。

这种方法确实有效,但风扇本身也会带来各种各样的问题——尤其对于移动设备而言。噪声就是一个大问题(PC游戏玩家肯定深有体会),而且虽然并非不可能,但要让带有风扇的手机具备防水功能,却会带来全新的挑战。

像MEMS扬声器和MEMS麦克风这样的MEMS产品在移动设备中已经很常见了。它们体积小巧,而且会振动——要么产生声音,要么用于检测声音信号。但是xMEMS团队研究了这些元件后,不禁自问:“我们还能用MEMS来做什么?” 结果发现是:冷却散热!

xMEMS并没有像传统方法那样让MEMS扬声器发出人耳可听范围内的声音,而是将频率提升到了超声波范围——超过50 kHz。当MEMS振膜振动恰到好处时,可以引导空气朝特定方向流动。再加上导风道,就可将空气导向需要冷却的组件(例如AI芯片),这样你就拥有了一个近乎静音、坚固耐用且防水的冷却散热系统。

在CES展会上,我们有机会拜访了xMEMS展位并体验了他们的µCooling MEMS风扇散热系统。果然,当µCooling系统启动时,可以感觉到一股轻柔的气流吹出来。

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为了展示这项MEMS风扇散热技术的潜在应用场景,xMEMS以可穿戴设备市场增长最快的领域之一——AI智能眼镜为例进行了Demo演示。如果将强大的处理能力直接贴近头部太阳穴附近,那么很快就会让人感到不适,但只需在一侧镜腿中泵入环境中的冷空气,就能明显感受到温差(如下图展示:集成MEMS风扇的镜腿温度为36摄氏度,另一个没有任何散热的镜腿温度为68摄氏度)。

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虽然保持可穿戴设备的低温工作是至关重要的,但我们必须承认:智能手机的散热问题更为严重。我们对智能手机的热管理要求更高,而智能手机的处理器运行速度也已接近极限。MEMS风扇能否帮助智能手机冷却散热呢?

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xMEMS认为可以,并提出了一种风道MEMS风扇散热方案。通过在智能手机上开一个极细的风道,MEMS风扇散热系统可以每分钟将高达0.1立方英尺的空气输送到智能手机最热的组件上进行冷却散热。这的确不算多,但足以产生显著的效果,同时还能保持散热方案的隐蔽性。

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目前看来,主动权掌握在智能移动设备制造商手中。xMEMS表示,他们已经向一些主流智能手机公司提供了MEMS风扇样品,如果一切顺利,未来几年内我们或许就能看到搭载这种MEMS风扇散热系统的智能手机上市。

随着AI芯片性能的不断提升(以及发热量的增加),我们迫切希望这一天早日到来!

关于xMEMS

xMEMS Labs成立于2018年1月,是MEMS领域的“X”因素,拥有世界上最具创新性的压电MEMS平台。该公司最初为TWS耳机和其它个人音频设备提供世界上第一款固态MEMS扬声器,并不断发展其大量IP,生产出世界上第一款用于智能手机和其它移动设备的μCooling MEMS风扇。xMEMS在全球范围内已获得250多项技术专利。

来源:麦姆斯咨询

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作者 li, hailan