随着5G、物联网、人工智能等技术的蓬勃发展,算力芯片正朝着高性能和小型化方向快速演进。然而,性能提升的同时,散热问题日益凸显,成为制约算力芯片及超薄终端设备发展的瓶颈。在高频运算(例如3.5GHz以上)场景下,传统被动散热方案,如均热板、石墨烯贴片和VC(真空腔均热板)等,在散热效率上已接近物理极限。AnandTech的数据表明,芯片“热堆积效应”可能导致性能衰减高达40%,同时设备表面温度超过45℃的人体舒适阈值,严重影响用户体验。这促使业界迫切寻求更高效的散热解决方案。
面对日益严峻的散热挑战,艾为电子凭借其在压电陶瓷领域的深厚技术积累,创新性地推出了新一代微泵液冷主动散热方案。该方案的核心在于利用高压(180V)和中高频振动,驱动微通道内的冷却介质循环,从而实现超低功耗、超小体积、超高背压流量以及超静音的散热效果。相较于传统被动散热方案,微泵液冷技术能够更有效地将芯片产生的热量带走,维持芯片在适宜的工作温度范围内。
从散热技术的发展历程来看(如图1所示),微泵液冷技术在热交换系数、耐弯折性、技术扩展性以及高绝缘性等方面,相较于传统的石墨散热、热管散热和VC均热板散热,均展现出显著优势。这意味着微泵液冷技术不仅具备更高的散热效率,同时还能够适应更复杂的设备设计需求,并为未来的技术发展提供更大的空间。因此,微泵液冷技术有望成为热管理领域的重要解决方案,并逐步替代或融合现有的VC热管散热技术。
艾为电子的微泵液冷散热系统解决方案由三大核心组件构成:液冷驱动芯片、压电微泵和高柔性液冷膜片。这三个组件协同工作,共同实现了高效的液冷散热。其中,液冷驱动芯片AW86320CSR是一款集成了Boost升压(至180V)的超低功耗液冷驱动器芯片,它为微泵液体冷却系统提供充足的能量,从而产生精确的液体驱动运动。AW86320CSR具有宽电压供电范围(2.5~5.5V)、极低的待机电流(低于6μA)、高达180V的输出电压,以及极低的THD+N(小于1%)等关键技术指标。此外,该芯片还支持自动动态正弦波播放功能,并采用超小型的WLCSP封装(2.2mmx1.8mm-20B),使其能够轻松集成到各种小型化设备中。
压电微泵是艾为液冷方案的核心部件,其工作原理基于压电材料的逆压电效应。当施加电场时,压电陶瓷材料会发生形变,带动金属片产生上下运动,从而改变泵腔体的容积,对液体产生吸力或压力。配合单向阀的作用,液体便可以实现单向流动。通过施加交流电场到振子上,即可实现连续的吸压流体,形成连续的流动。这种独特的机制使得压电微泵在散热效率和体积控制上都表现出色。
艾为电子的微泵液冷散热方案不仅拥有卓越的散热性能,同时还具备轻薄可弯曲、超低功耗、超静音以及智能化的高精度温度控制等优点。这项创新技术有望为手机、PC、AI眼镜、AR/VR设备、无人机以及AI机器人等消费电子和工业互联设备提供更优异的散热解决方案,从而降低设备功耗,提升用户体验,并为行业发展注入新的动力。展望未来,艾为电子将继续深耕散热领域,不断探索压电微泵液冷技术的创新与应用,致力于为终端产品提供更加高效、可靠的热管理解决方案。