xMEMS, Akıllı Gözlükler için Miniатюр Solid-State Soğutma Çipi Başlattı

xMEMS Labs tarafından XMC-1200 adlı bir solid-state micro fan tanıtıldı. Bu, akıllı gözlüklerin karşılaştığı en büyük engellerden biri olan ısınma sorununu çözmeyi amaçlıyor.

Santa Clara merkezli yarı iletken şirketi, XMC-1200’i dünyanın en küçük aktif micro fanı olarak tanımlıyor. 46 kare milimetrelik bir ayak izi ve yaklaşık 70 milivatlık tipik güç tüketimi ile bu çip, artırılmış gerçeklik (AR), genişletilmiş gerçeklik (XR) ve AI destekli gözlüklerin tapınağındaki kollarına entegre edilebilecek kadar küçüktür.

Bir wattlık termal yük altında, xMEMS sistemin sıcaklığı 10°C’ye kadar düşürebileceğini söylüyor. Mühendislik örnekleri, gizlilik anlaşmaları altında nitelikli üreticilere ve teknoloji ortaklarına sunuluyor ve üretim hazırlığı 2027’nin dördüncü çeyreğine hedefleniyor. Akıllı Gözlükler Isınma Sorununa Karşılaşıyor

Akıllı gözlükler, basit kamera ve ses aksesuarlarından, bilgisayar vizyonu, gerçek zamanlı çeviri, çoklu modlu asistanlar, navigasyon ve yüksek çözünürlüklü ekranlar çalışabilen kompakt bilgisayar platformlarına doğru dần dần evriliyor.

Bu özellikler, artan şekilde güçlü işlemciler, görüntü sensörleri, bağlantı bileşenleri ve ışık motorları gerektiriyor. Her biri, giyilen cihazın hafif, sessiz ve giyilen kişinin cildine karşı konforlu kalması gereken bir cihaz içinde ısı üretiyor.

Geleneksel pasif soğutma sistemleri, ısıyı bir cihaz boyunca dağıtabilir, ancak hava akışı oluşturamaz. Daraltılmış kapalı ortamlarda, ısı, işlemciler ve diğer bileşenler etrafında hapsolabilir ve sonunda cihaza performansı azaltma veya çerçeveye rahatsız edici sıcaklıkları aktarma zorunda kalabilir. Termal kısıtlamalar kullanıcı deneyimini çeşitli yönlerden etkileyebilir. İşlemciler, süregelen AI iş yükleri sırasında kısıtlı olabilir, kameralar kayıt sınırları uygulayabilir ve ekranlar sıcaklıkları kontrol etmek için parlaklığını azaltabilir. Tapınak kolundaki ısı, uzun süreli kullanımda gözlüklerin konforunu da etkileyebilir.

Yarı İletken Teknolojisi Kullanılarak İnşa Edilen Mini Fan

XMC-1200, dizüstü bilgisayarlarda veya diğer tüketici elektroniğinde bulunan mini rotary fanlara benzemiyor. Bunun yerine, xMEMS’in piezoelektrik microelectromechanical sistemleri veya piezoMEMS platformundan silikon kullanarak üretiliyor.

İnce bir piezoelektrik filme voltaj uygulanması, malzemenin ultrasonik frekanslarda genişlemesine ve daralmasına neden olur. Bu hareket, sürekli hava darbeleri oluşturan mikroskobik membranları çalıştırır. Sonuçlanan hava akışı, bir işlemci, ekran motoru, sensör veya başka bir ısı kaynağına yönlendirilebilir. Bu mimari, geleneksel fanlarda kullanılan rotary motorları ve yatakları ortadan kaldırır. Bu, soğutma cihazının yaklaşık bir milimetrelik bir pakette çalışmasına izin verir ve aynı zamanda mekanik karmaşıklığı, sesli gürültüyü ve titreşimi azaltır.

XMC-1200, şirketin güncel ürün spesifikasyonlarına göre saniyede 10 kübik santimetrelik hava akışı ve 1.100 pascal’a kadar arka basınç sağlayabilir. Ayrıca, toz ve suya karşı IP68 derecesine sahiptir, bu da gün boyu giyilen elektronik cihazlar için önemli bir husustur. Isı dağıtıcıları veya diğer pasif bileşenlerin yerini alması yerine, onları tamamlamayı amaçlıyor. Aktif hava akışı, bir bileşen etrafındaki durgun sıcak hava tabakasını bozarak, ısıyı daha etkili bir şekilde cihazın daha geniş termal yapısına aktarmasına izin veriyor.

Ekranlar, İşlemciler ve Kameralar için Hedeflenen Soğutma

Bir olası uygulama, AR ve XR ekranlarında kullanılan ışık motorlarının soğutulmasıdır.

Mikro ekran LED’leri ve lazer tabanlı sistemler, sıcaklıklarının artmasıyla dalga boyu ve çıkışta değişikliklere uğrayabilir. Bu değişiklikler, renk değişiklikleri, azaltılmış parlaklık veya tutarlı olmayan görüntü kalitesi ile sonuçlanabilir. Hedeflenen hava akışı, bu bileşenlerin daha稳 bir çalışma aralığında kalmasına yardımcı olabilir.

İşlemci soğutması başka bir kullanım örneğidir. Gerçek zamanlı çeviri, sesli etkileşim, görsel tanıma ve cihaz içi AI çıkarımı, kısa süreli işlem yerine sürekli işlem performansı gerektirir. Yeterli termal başlık olmadan, bir sistem-on-chip nhanh chóng saat hızını düşürerek ısınmayı önleyebilir.

Kamera tabanlı gözlükler de benzer kısıtlamalarla karşı karşıyadır. Yüksek çözünürlüklü görüntü sensörleri, video kodlayıcıları ve kablosuz bağlantılar, kayıt sırasında aynı anda ısı üretir. Bu bileşenlerin yakınında aktif soğutma, üreticilerin daha uzun kayıt oturumlarını desteklemelerine olanak tanıyabilir.

Aynı teknoloji, üreticilerin gözlüklerin dış sıcaklığını kontrol etmesine de yardımcı olabilir. Elektroniklerden ısıyı, tapınak kolunun yüzeyine ulaşmadan önce uzaklaştırmak, cihazları daha konforlu hale getirebilir.

µSoğutma Portföyünün Genişletilmesi

XMC-1200, xMEMS tarafından geliştirilen daha geniş bir aktif soğutma portföyünün en küçük üyesidir.

Şirketin XMC-2400 modeli, daha yüksek güç uygulamaları için tasarlanmıştır, bunlar arasında XR gözlükleri, kişisel katı hal depolama sistemleri ve diğer kenar AI sistemleri bulunur. Güncel spesifikasyonları, saniyede 28 kübik santimetrelik hava akışı ve yaklaşık 150 milivatlık tipik güç tüketimi içerir.

Daha büyük XMC-4800 modeli, akıllı telefonlar, veri merkezi depolama sistemleri ve daha büyük hava akışı gerektiren diğer uygulamalar için hedeflenmiştir. Şirket, bu ürünü saniyede 48 kübik santimetrelik hava akışı ve yaklaşık 240 milivatlık tipik güç tüketimi ile listelemektedir. Bu, farklı cihaz kategorilerindeki termal yönetim için yarı iletken üretim tekniklerinin uygulanması stratejisini yansıtıyor. Üreticiler, artık her üründe aynı fan tasarımını kullanmak yerine, çip seçimini kabin boyutuna, mevcut güce, hava akışı gereksinimlerine ve bireysel sıcak noktaların konumuna göre yapabilir.

2018 yılında kurulan xMEMS, başlangıçta kulaklıklar, akıllı saatler, kulaklık ve gözlükler için katı hal MEMS hoparlörleri üzerine odaklanmıştı. Şirket, aynı temel piezoMEMS platformunu termal yönetim alanına genişletti ve dünya çapında 300’den fazla patent aldığını bildirdi. Ticari Benimsenmesi, Sistem Düzeyinde Performansa Bağlı Olacak

Akıllı gözlükler için yeterli soğutma bileşenini oluşturmak, mühendislik zorluğunun sadece bir parçasıdır.

Üreticiler, çerçevelerin nem ve tozdan korunmasına karşı nasıl hava akışının hareket edeceğini belirlemek zorunda kalacaklar. Ayrıca, soğutma çipinin pil ömrü, dahili bileşen yerleştirme, akustik performans, dayanıklılık ve dış sıcaklık üzerindeki etkilerini değerlendirmeleri gerekecek.

XMC-1200’in nispeten düşük güç gereksinimleri, seçici çalışmaya uygun olabileceği anlamına geliyor. Bir cihaz, soğutmayı yalnızca video kaydı, talepkar AI çıkarımı, yüksek ekran parlaklığı veya diğer sürekli iş yükleri sırasında çalıştırabilir, sürekli olarak çalıştırmak yerine.

Uzun üretim zamanlaması, teknolojinin hala erken bir aşamada olduğunu da gösteriyor. Mühendislik örnekleri mevcut olsa da, XMC-1200 kullanan tüketici cihazları, üreticilerin kapsamlı testleri tamamlamaları ve çipi gelecekteki donanımlara entegre etmeleri nedeniyle ortaya çıkmasıunlikely.

Daha büyük XMC-2400 zaten kitle üretimine girdi ve şirketin ilk gözlüklerle ilgili dağıtımlarını destekliyor, bu da üreticilere daha fazla alan veya daha yüksek termal yükleri olan tasarımlar için şu anda mevcut bir seçenek sunuyor.

Aktif Soğutma, Giyilebilir AI’yi Yeniden Şekillendirebilir

Akıllı gözlükler geleneksel olarak katı termal sınırlara göre tasarlandı. Üreticiler, bu sınırları, yazılım kısıtlamaları, aralıklı iş yükleri, azaltılmış ekran parlaklığı ve muhafazakar işlemci performansı ile yönetti.

Mikro ölçekli aktif soğutma, başka bir seçeneği sunuyor. Sabit bir ısı tavanına göre her özelliği tasarlamak yerine, gelecekteki giyilebilir cihazlar, talepkar görevler sırasında ısıyı dinamik olarak uzaklaştırabilir ve iş yükleri azaldığında pasif çalışmaya dönebilir.

Bu, daha uzun kayıt oturumları, daha tutarlı ekran kalitesi ve sürekli çalışan AI özelliklerini destekleyebilir. Ayrıca, daha fazla işlemin cihazda kalmasına ve akıllı telefonlara veya bulut altyapısına bağımlılığın azaltılmasına da olanak tanıyabilir.

Genel olarak, bu teknolojinin önemi, tek bir soğutma çipinin ötesine geçer. Giyilebilir bilgisayarlar daha yetenekli hale geldikçe, termal yönetim, AI deneyimleri hangi güvenilir bir şekilde cihazların içinde çalışabileceğini giderek daha fazla etkileyecektir.