آزمایشگاه xMEMS، پیشگام در زمینه تراشههای یکپارچه مبتنی بر MEMS، اعلام کرد که پلتفرم نوآورانه فن خنککننده میکرو روی تراشه (µCooling) خود را به مراکز داده هوش مصنوعی گسترش خواهد داد.
این فنهای میکرو همگی دستگاههای سیلیکونی هستند که از فناوری سیستمهای میکروالکترومکانیکی (MEMS) این شرکت ساخته شدهاند، جایی که ساختارهای مکانیکی بسیار کوچک از سیلیکون بر روی تراشههای نیمههادی ایجاد میشوند.
xMEMS اعلام کرد که اولین راهحل مدیریت حرارتی فعال درون ماژول را برای فرستندهگیرندههای نوری با عملکرد بالا به صنعت ارائه خواهد کرد.
فناوری µCooling xMEMS که در ابتدا برای دستگاههای موبایل فشرده توسعه یافته بود، اکنون خنکسازی فعال هدفمند و بسیار موضعی را برای محیطهای متراکم و با چالش حرارتی در داخل فرستندهگیرندههای نوری 400G، 800G و 1.6T فراهم میکند - یک دسته بندی حیاتی اما کممورد توجه در زیرساختهای نسل بعدی هوش مصنوعی.
برخلاف روشهای خنککننده مرسوم که پردازندهها و پردازندههای گرافیکی با توان بالا (کیلووات) را هدف قرار میدهند، µCooling بر روی اجزای کوچکتر و دارای تنش حرارتی تمرکز میکند که سیستمهای خنککننده در مقیاس بزرگ نمیتوانند به آنها دسترسی پیدا کنند، مانند DSPهای فرستندهگیرندههای نوری که در توان طراحی حرارتی 18 وات یا بالاتر کار میکنند. این اجزا چالشهای حرارتی را ایجاد میکنند و به طور فزایندهای عملکرد و قابلیت اطمینان فرستندهگیرنده را با افزایش نرخ داده محدود میکنند.
فن MEMS یکپارچه xMEMS، که در فرآیندهای استاندارد سیلیکون تولید میشود، جریان پیوستهای از پالسهای هوای پرسرعت بیصدا و بدون لرزش را پمپ میکند و تنها راهحل خنککننده فعال است که به اندازهی کافی کوچک و نازک برای تعبیه شدن در داخل ماژول فرستندهگیرنده است. مدلسازی حرارتی نشان میدهد که µCooling میتواند تا 5 وات حرارت موضعی را از بین ببرد، دمای عملکرد DSP را بیش از 15% کاهش دهد و مقاومت حرارتی را بیش از 20% بهبود بخشد، که این امر امکان توان عملیاتی پایدارتر، یکپارچگی سیگنال بهبود یافته و افزایش طول عمر ماژولها را فراهم میآورد.
یک نوآوری کلیدی در طراحی سیستم µCooling، پیادهسازی آن در یک کانال جریان هوای اختصاصی و ایزوله است که از نظر حرارتی با منابع حرارتی داخلی فرستندهگیرنده مرتبط است، اما از مسیر نوری و الکترونیک اصلی به صورت فیزیکی جدا شده است. این معماری تضمین میکند که اجزای نوری در برابر گرد و غبار یا آلودگی محافظت میشوند و شفافیت سیگنال و قابلیت اطمینان فرستندهگیرنده حفظ میگردد، در حالی که همچنان عملکرد خنککننده تأثیرگذاری را ارائه میدهد.
مایک هوسهولدر، معاون بازاریابی در آزمایشگاه xMEMS، در بیانیهای گفت: «با افزایش سریع تقاضاهای اتصال مراکز داده به همراه بارهای کاری هوش مصنوعی، تنگناهای حرارتی در سطح اجزا در حال ظهور هستند - به ویژه در ماژولهای نوری که مهر و موم شده، چگالی توان بالا و فضای محدود دارند.» وی افزود: «µCooling به طور منحصربهفردی برای حل این مشکل با ارائه خنکسازی فعال واقعی درون ماژول بدون هیچ گونه مصالحهای بر روی اپتیک یا شکل ظاهری قرار گرفته است.»
تحلیلگران بازار رشد قوی در اتصال پرسرعت نوری را پیشبینی میکنند و گروه Dell’Oro پیشبینی میکند که ارسال فرستندهگیرندههای 800G و 1.6T با نرخ رشد مرکب سالانه بیش از 35% تا سال 2028 رشد خواهد کرد. با افزایش عملکرد و توان این ماژولها، چالشهای خنککننده به مانعی حیاتی برای پذیرش تبدیل میشوند.
طراحی حالت جامد و پیزو MEMS µCooling به معنی عدم وجود موتور، عدم وجود بلبرینگهای متحرک و عدم سایش مکانیکی است، که قابلیت اطمینان بدون نیاز به نگهداری و قابلیت تولید انبوه را فراهم میکند. اندازه کوچک آن، به اندازه 9.3 در 7.6 در 1.13 میلیمتر، و معماری مقیاسپذیر آن را برای استقرار ماژولار در طیف گستردهای از اتصالات، از جمله QSFP-DD، OSFP، و اپتیکهای قابل اتصال و بستهبندی مشترک آینده، ایدهآل میسازد.
با خدماتی که µCooling اکنون هم به بازارهای موبایل و هم به مراکز داده ارائه میدهد، xMEMS در حال تحقق چشمانداز خود در زمینه نوآوری حرارتی مقیاسپذیر و حالت جامد برای باز کردن موج بعدی الکترونیک با عملکرد بالا است. برای اطلاعات بیشتر در مورد xMEMS و راهحل اتلاف حرارت µCooling ما، به وبسایت xmems.com مراجعه کنید.
آزمایشگاه xMEMS که در ژانویه 2018 تأسیس شد، یک پلتفرم پیزو MEMS ساخته است. این شرکت اولین بلندگوهای MEMS حالت جامد و یکپارچه جهان را اختراع کرد که مقیاسپذیری تولید نیمههادی را با عملکرد صوتی انقلابی ترکیب میکند و امکان تجربههای صوتی جدید را در هدفونهای بیسیم، دستگاههای پوشیدنی، سلامت شنوایی و اکنون، عینکهای هوش مصنوعی فراهم میآورد. پلتفرم پیزو MEMS xMEMS همچنین برای تولید اولین فن خنککننده میکرو روی تراشه جهان که مدیریت حرارتی فعال را در گوشیهای هوشمند و سایر دستگاههای نازک و با عملکرد بالا ارائه میدهد، گسترش یافته است.
xMEMS بیش از 230 پتنت ثبت شده در سراسر جهان برای فناوری خود دارد. این فناوری سالهاست که در حال توسعه است. من اولین بار در سال 2020 در مورد آنها شنیدم، زمانی که جوزف جیانگ، مدیر عامل xMEMS، درباره فناوری پشت تراشههایی که بلندگوهای مبتنی بر تراشه را امکانپذیر میسازند، صحبت کرد. اکنون آنها این تراشهها را به بازار عرضه میکنند. در این میان، xMEMS همچنین راهحلهای خنککننده میکرو «فن روی تراشه» خود را برای الکترونیک اعلام کرده است.