在边缘AI时代,散热面临瓶颈
热管理已成为设备性能的关键瓶颈。随着行业向设备端边缘人工智能转型,神经处理单元(NPU)的集成使总设计功耗(TDP)远超被动散热架构的设计极限,产生的热流已超出蒸汽腔和石墨片所能散发的范围。 传统的被动散热完全依赖于表面积、相变循环和毛细吸湿作用,而在超薄机身设计中,这三者都遭遇了物理极限的制约。一旦达到毛细作用的极限,导热材料就会干涸,热阻骤增,从而导致系统级芯片(SoC)降频。
要在纤薄机身中维持边缘AI的性能,就必须从头开始重新设计散热架构。制造商需要从被动式散热片转向主动式、微型化的微流体散热技术。在下一代智能设备中,主动式微流体散热技术将使那些能保持巅峰性能的产品与那些因受限于散热能力而停滞不前的产品区分开来。
什么是微泵液冷?
微流体冷却:移动设备形态下的数据中心热密度
我们的微流体散热解决方案摒弃了被动的热量扩散方式,转而采用主动式闭环系统,通过机械手段将热能从热源处导出。该方案将人工智能服务器机架中采用的微通道液体冷却架构,缩小至智能手机、笔记本电脑以及增强现实/虚拟现实可穿戴设备的尺寸。
三个组件协同工作:压电微泵驱动高精度强制对流,定制微通道冷板在硅片层面进行散热,而 BOS1931 压电驱动器仅需毫瓦级功耗即可驱动整个循环。热量在源头被捕获,经过确定性路径传输,并被有效导出至指定位置——这一切都在被动式蒸汽腔已达饱和并失效的工况下得以实现。
微流体冷却的性能优势
更高的传热系数
传统的超薄蒸发腔在负载下会达到毛细作用极限,难以维持性能。这会降低解决方案的传热系数,从而导致您的SoC被迫降频。
通过利用精密微通道实现强制对流,我们的压电微泵液体冷却解决方案能够最大限度地在热源处进行散热。
这使您的设备能够承受人工智能任务产生的大功率突发,将数据中心级别的热管理技术应用于空间最为受限的设备形态。
完全掌控热量流动
在超薄蒸汽腔中,被动等温扩散往往会导致敏感的电池和显示屏受到热污染,同时还会削弱有效散热所需的温度梯度(ΔT)。
我们的主动式液体解决方案摒弃了这种被动散热方式,转而采用一种由您自主决定热量传输路径的架构,通过机械手段将热量从关键组件引导至经过优化的机箱排热口。通过在这些特定边界处最大化局部温差(ΔT),我们加速了向环境中的散热过程,并在小于0.5毫米的机身尺寸下,为高强度AI工作负载释放了所需的持续TDP余量。
不受重力影响的冷却
被动式超薄蒸发腔依赖于压缩的导热棉结构,而这种结构极易发生毛细管饱和。当在倾斜或垂直方向上被迫对抗重力压头时,这些被动式系统经常会出现热干涸现象,从而导致性能立即受限。
我们的压电驱动主动冷却技术通过施加机械压力,迫使液体在整个器件内循环流动,从而消除了这种不稳定性。这确保了冷却过程不受重力影响,从而在空间最为受限的移动设备和可穿戴设备中,充分释放了新一代系统级芯片(SoC)的持续性能潜力。
推荐部件
BOS1931:微流体冷却背后的核心技术
对于微流体冷却应用,我们推荐 Boréas Technologies 的 BOS1931。这款单芯片驱动器能够提供驱动压电微泵所需的高电压、超低功耗性能,同时不会给本已紧张的散热预算增加额外热负荷。
BOS1931 基于我们的 CapDrive™ 架构,在每个工作周期中从压电致动器回收能量,功耗比竞品解决方案低达 10 倍。该器件启动时间低于 300 微秒,占板面积仅为 2.1 × 1.7 × 0.625 毫米,不仅能对温度骤升做出即时响应,还能在空间最为受限的电路板布局中节省宝贵的 PCB 空间。