xMEMS 推出微型固态冷却芯片，用于智能眼镜

xMEMS Labs 推出了 XMC-1200，这是一款使用半导体技术设计的微型固态风扇，旨在解决智能眼镜面临的最大的挑战之一：热量散发。传统的被动冷却系统，包括石墨片、热导片、热扩散器和蒸发室，无法有效地降低眼镜的温度，导致眼镜变得更重、更厚或更吵。

总部位于圣克拉拉的半导体公司 xMEMS 将 XMC-1200 描述为世界上最小的主动微风扇。其尺寸仅为 46 平方毫米，典型功耗约为 70 毫瓦，当与公司的 Astra2 驱动应用特定集成电路配对时，足以集成到增强现实（AR）、扩展现实（XR）和人工智能眼镜的镜腿中。

在一瓦热负载下，xMEMS 声称该系统可以将温度降低多达 10°C。目前，工程样品已可供合格的制造商和技术合作伙伴使用，预计将在 2027 年第四季度投入生产。智能眼镜面临的热量问题

智能眼镜正逐渐从相对简单的摄像头和音频配件演变成紧凑的计算平台，能够运行计算机视觉、实时翻译、多模态助手、导航和高分辨率显示等功能。

这些功能需要越来越强大的处理器、图像传感器、连接组件和光源。每个组件都会在设备内部产生热量，而设备必须保持轻便、安静和舒适地贴合佩戴者的皮肤。

传统的被动冷却系统，包括石墨片、热导片、热扩散器和蒸发室，可以在设备中重新分配热量，但无法产生空气流动。在密封的外壳中，热量可能会在处理器和其他组件周围积聚，导致设备降低性能或将不舒适的温度传递到镜腿。热量限制可能会影响用户体验的多个方面，例如处理器可能会在持续的 AI 工作负载期间降频，摄像头可能会施加录制限制，显示屏可能会降低亮度以控制温度。在镜腿内产生的热量也可能使眼镜在长时间佩戴期间变得不舒适。

使用半导体技术构建的微型风扇

XMC-1200 与笔记本电脑或其他消费电子产品中发现的微型旋转风扇不同。它是使用 xMEMS 的压电微机电系统（piezoMEMS）平台从硅制成的。

当电压施加到薄压电薄膜上时，材料会在超声频率下膨胀和收缩。这一运动驱动微观膜，通过精密阀结构产生连续的空气脉冲。产生的空气流动可以指向处理器、显示引擎、传感器或其他集中热源。这种结构避免了传统风扇中使用的旋转电机和轴承，使得冷却设备可以在约一毫米厚的包装中运行，同时降低机械复杂性、可听噪音和振动。

根据公司的当前产品规格，XMC-1200 可以提供高达 10 立方厘米每秒的空气流动和高达 1100 帕斯卡的背压。它还获得了 IP68 等级的防尘和防水认证，对于全天佩戴的电子设备来说，这是一个重要的考虑因素。与替换热扩散器或其他被动组件不同，该芯片旨在补充它们。主动空气流动破坏了围绕热组件的静止温暖空气层，使得热量可以更有效地进入设备的更广泛的热结构中。

针对显示器、处理器和摄像头的定向冷却

一种潜在的应用是冷却增强现实和扩展现实显示器中使用的光源。

微显示光发射二极管和激光系统可能会在温度升高时发生波长和输出的变化。这些变化可能会导致色彩偏移、亮度降低或图像质量不一致。在这些组件周围产生的定向空气流动可以帮助保持它们在更稳定的工作温度范围内。

处理器冷却呈现了另一个用例。实时翻译、语音交互、视觉识别和设备上的 AI 推理需要持续的计算性能，而不是短暂的处理能力。没有足够的热量裕度，系统芯片可能会迅速降低其时钟速度以防止过热。

基于摄像头的眼镜面临类似的限制。高分辨率图像传感器、视频编码器和无线连接在录制过程中同时产生热量。摄像头组件附近的主动冷却可以让制造商在不显著增加镜框尺寸的情况下支持更长的录制时间。

同样的技术还可以帮助制造商控制眼镜的外部温度。在电子设备之前将热量移走，可以使设备在长时间佩戴期间更加舒适。

扩展 µCooling 产品组合

XMC-1200 是 xMEMS 正在开发的更广泛的主动冷却产品组合中最小的成员。

公司的 XMC-2400 设计用于更高功率的应用，包括 XR 眼镜、个人固态驱动器和其他边缘 AI 系统。其当前规格包括高达 28 立方厘米每秒的空气流动和约 150 毫瓦的典型功耗。

更大的 XMC-4800 型号针对智能手机、数据中心存储系统和其他需要更大空气流动的应用。该公司列出了该产品的规格为高达 48 立方厘米每秒，典型功耗约为 240 毫瓦。该策略表明，xMEMS 正在将半导体制造技术应用于不同设备类别的热量管理。与其为每个产品使用一个风扇设计，制造商可以根据外壳尺寸、可用功率、空气流动要求和个别热点的位置选择芯片。

xMEMS 于 2018 年成立，最初专注于耳机、智能手表、头戴式耳机和眼镜的固态 MEMS 扬声器。该公司随后将相同的底层压电 MEMS 平台扩展到热量管理，并报告在全球拥有超过 300 项授权专利。商业采用将取决于系统级性能

使冷却组件足够小以适合智能眼镜只是工程挑战的一部分。

制造商需要确定如何使空气流动通过密封的镜框，防止潮湿和灰尘。他们还需要评估冷却芯片如何影响电池寿命、内部组件放置、声学性能、耐用性和外部温度。

XMC-1200 的相对较低的功耗可能使其适合选择性操作。设备可能只在视频录制、需要的 AI 推理、高显示亮度或其他持续工作负载期间激活冷却，而不是连续运行芯片。

较长的生产时间表也表明该技术仍处于早期阶段。虽然工程样品已可用，但使用 XMC-1200 的消费设备不太可能在制造商完成广泛的测试并将芯片集成到未来硬件设计之前出现。更大的 XMC-2400 已经进入量产，并支持公司的第一个眼镜相关部署，为具有更多空间或更高热负载的设计提供了一个可用的选项。

主动冷却可以重塑可穿戴 AI

智能眼镜传统上是围绕严格的热量限制设计的。制造商通过软件限制、间歇性工作负载、降低显示亮度和保守的处理器性能来管理这些限制。

微尺度的主动冷却提供了另一个选择。未来的可穿戴设备可以在需要时动态地去除热量，并在工作负载降低时返回被动操作。

这可能会支持更长的录制时间、更一致的显示质量和连续运行的 AI 功能，而不是短暂的处理能力。它还可能允许更多的处理保持在设备上，减少对智能手机或云基础设施的依赖。

更广泛的意义超出了单个冷却芯片。随着可穿戴计算机变得更加强大，热量管理将越来越影响哪些 AI 体验可以在整个白天佩戴的设备中可靠地运行。