电子发烧友网综合报道 伴随端侧 AI 大模型大规模下沉至智能手机、XR 眼镜、智能穿戴、便携算力终端，设备主控 NPU、SoC 算力与功耗同步暴涨，超薄机身空间被电池、屏幕、元器件挤占，传统 VC 均热板、石墨片等被动散热受制于机身厚度，无法及时导出高密度热点热量，设备高负载降频、发烫成为行业共性痛点。以压电 MEMS 合成射流为核心的芯片级主动散热技术，凭借微型化、低功耗、可 SMT 贴片集成的产品特性，成为破解轻薄智能终端散热瓶颈的关键路线。MEMS 压电散热器件依托压电薄膜材料逆压电效应完成能量转换，区别于传统带轴承微型离心风扇：在交变低压电信号驱动下，压电薄膜快速往复振动，带动腔体容积周期性伸缩。腔体扩张阶段从设备内部吸入空气，压缩阶段将气体高速定向喷射，形成脉冲式合成射流气流，气流直击 CPU、NPU 等核心热源表面，打破热源边界静止热空气层，大幅提升空气对流换热效率，实现定点主动导热。依托 MEMS 微米级晶圆加工工艺，整套振动腔体、压电执行器、导流结构可在硅片上完成晶圆级制备，后续采用芯片级封装，成品形态接近半导体芯片，支持 PCB 主板 SMT 贴片焊接，能够嵌入传统风扇无法安置的狭小缝隙，这也是 MEMS 散热区别于传统微型风扇最核心的工艺优势。行业衍生两条技术结构路线：一是通用型多腔体压电风扇结构（瑞声、Frore 主流方案）。二是天津大学精密测试技术及仪器全国重点实验室庞慰/张孟伦课题组，在近期发表的成果中独创的基于部分机械解耦执行器结构开发的合成射流冷却器，通过优化内部机械连接结构，减少振动能量损耗，进一步压低整机功耗、提升换热能效。合成射流冷却器，图源：Energy-Efficient Piezoelectric MEMS Cooling Chip for Compact Electronics Based on a Partially Mechanical Decoupled ActuatorFrore 是全球最早实现压电 MEMS 散热规模化商用的企业，旗下 AirJet 系列聚焦中高功耗设备，依靠大背压、高散热量占据轻薄本、迷你主机、边缘 AI 板卡市场。主力型号 AirJet Mini 尺寸 41.6×27.3×2.8mm，满载功耗 1W，单颗最大散热 5.25W，升级款 G2 散热能力提升至 7.5W；高端 AirJet Pro 单颗散热可达 10.5W。产品背压可达 1750Pa，可串联集成 PAK 模组，多芯片组合方案最高实现 34W 散热，适配 Jetson 系列边缘算力平台与车载域控制器。除此之外 Frore 延伸 LiquidJet 晶圆微通道液冷技术，切入 AI 服务器高密度 GPU 散热赛道，打通消费电子与数据中心两大市场。受制于产品整体体积偏大，AirJet 难以适配手表、XR 等极致轻薄设备。xMEMS 全硅基 MEMS 散热主打极致小型化，全系产品厚度仅 1.13mm，依托全硅 MEMS 工艺实现无机械磨损、高可靠性、IP68 防水。XMC-2400 面向 AI 手机、AR 眼镜、智能手表，尺寸 9.48×7.42×1.13mm，150mW 功耗可带走约 2.5W 热量，是少数能够嵌入 XR 镜框腔体的散热芯片；XMC-4800 规格升级，面向 400G~1.6T 高速光模块、企业级 SSD 与服务器 VRM，解决高密度通信器件散热难题，填补光模块内置主动散热空白。瑞声近期宣布其CoolFan 压电散热芯片已完成试制、进入小批量试产，预计 2027 年初大批量出货。产品整机厚度薄至 1mm，相较常规微型风扇厚度下降 50% 以上，低压驱动下风量≥3L/Min，功耗控制 100mW，背压超 500Pa，运行噪声低至 30dB，兼顾静音、低功耗与散热效率。产品原生适配 SMT 贴片，目前已对接终端头部客户开展整机验证，终端产品预计 2027 年上半年上市，落地 AI 手机、智能手表、XR 眼镜，同步探索机器人灵巧手等新兴硬件。天津大学研究团队基于部分机械解耦执行器结构开发的合成射流冷却器，核心优势在于极小的封装尺寸，仅 6mm×6.7mm×2.1mm，是公开报道体积最小的空气对流式 MEMS 冷却器。产品风速 3.4m/s，满载功耗仅 69mW，为传统微型风扇 1/5；热源可从 85℃降至 55℃，换热系数 72W/m²K，为被动散热 3 倍，COP 能效系数 12.7，1 份耗电可带走 12.7 份热量。对比 Frore AirJet Mini，产品占位面积小 40 倍、功耗低 15 倍，单颗可带走 1.1W 热量，完美匹配轻薄穿戴设备，多颗级联还可满足游戏手机、平板散热需求，现阶段处于论文样机阶段，未来有望通过技术授权实现产业化转化。随着工艺成熟与成本下行，MEMS 主动散热将快速从高端旗舰产品下沉至中端消费电子，成为未来智能硬件热管理体系不可或缺的核心技术，同时向汽车、服务器、工业硬件多领域延伸，推动全行业智能终端性能持续升级。声明：本文由电子发烧友综合报道，转载请注明以上来源。如需入群交流，请添加微信elecfans999，投稿爆料采访需求，请发邮箱wuzipeng@elecfans.com。更多热点文章阅读点击关注 星标我们将我们设为星标，不错过每一次更新！喜欢就奖励一个“在看”吧！
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