随着功率密度不断攀升，AI 基础设施中的散热管理正变得愈发复杂，热设计也逐渐成为制约性能的关键因素。液冷技术目前主要聚焦于高功率 CPU 和 GPU，但服务器内并非所有发热元件都配备冷板。固态硬盘、内存、信号中继器以及光模块子系统仍可能出现局部热点，进而影响吞吐量与可靠性。
xMEMS 公司表示，其固态微型散热技术正是为填补这一空白而设计。该公司已开始量产 XMC-2400 和 XMC-4800 芯片，这两款产品采用基于硅的设计方案，无需旋转叶片或轴承即可实现气流驱动。xMEMS 称，这些产品标志着固态主动散热技术首次在边缘 AI 系统中实现大规模商业化应用。
xMEMS 热管理业务部副总裁兼总经理迈克·豪斯霍尔德（Mike Housholder）在接受 Data Center Knowledge 采访时表示：“随着 AI 基础设施的演进，组件级散热将日益成为传统系统级热管理的重要补充。”
液冷技术难以触及的散热盲区
冷板直接从接触表面带走热量。在液冷服务器中，这种方式可能导致部分子系统的散热覆盖不均。
xMEMS 认为，企业级固态硬盘是当前最典型的应用场景。豪斯霍尔德表示，贴附在固态硬盘一侧的冷板可以冷却控制器和部分 NAND 闪存芯片，而位于另一侧的 NAND 芯片温度可能更高。他指出，这种温度梯度会导致热节流现象，并在持续负载工作期间限制输入输出性能。
“我们认为企业级固态硬盘是近期最具潜力的应用场景，”豪斯霍尔德说，“随着 AI 工作负载推动存储速度加快、数据传输更趋持续化，热节流问题可能会限制固态硬盘的性能表现。”
该公司认为，硬盘内部的局部气流可以缓解这种温度不均衡问题。“将微型散热器置入固态硬盘内部，用于冷却另一侧的 NAND 闪存，可以减少或消除这种温度梯度，从而最大化性能表现，”豪斯霍尔德说。他补充道，类似的散热挑战也开始在其他高密度 AI 基础设施组件中显现。
固态微型散热技术的工作原理
与传统风扇不同，固态主动散热技术利用硅芯片产生定向气流。xMEMS 基于压电微机电系统（piezoMEMS）半导体平台打造其微型散热芯片，并表示这种全硅设计能够通过狭窄的微通道提供高压气流，同时避免小型旋转风扇所带来的机械磨损问题。
据 xMEMS 介绍，XMC-2400 在高达 1300 帕背压条件下可提供每秒最高 28 立方厘米的气流量，功耗约为 150 毫瓦。该公司专为企业级固态硬盘打造的 XMC-4800，则可在高达 1100 帕背压条件下提供每秒最高 48 立方厘米的气流量，功耗约为 240 毫瓦。
“XMC-2400 大小约相当于指甲盖，可嵌入到高度受限的空间环境中，为传统方案难以实施或扩展的发热组件提供高度精准的定向气流，”豪斯霍尔德说。
（图片来源：xMEMS）
为何微型散热是对现有散热系统的补充而非替代
该公司并未将这项技术定位为机架级或服务器级散热方案的替代品。豪斯霍尔德表示，其气流输出量仅为传统系统风扇的一小部分，因此更适合用于紧凑封装子系统内部的局部热点，而非整个系统的热管理。
“固态主动散热技术最好被视为一种补充性技术，用于解决更广泛散热架构中的局部热点问题，而非传统散热方法的替代方案，”豪斯霍尔德说，“相比之下，微型散热器的气流输出量只是传统系统风扇的一小部分，但它能够嵌入难以触及的子系统内部，这一特性为整体系统热架构带来了附加价值。”
实际应用中，这意味着该技术更可能以其他组件的一部分形式出现，而非作为数据中心现场改造方案。xMEMS 表示，微型散热器可安装在柔性或刚性印刷电路板上，并预先组装进固态硬盘、激光模块等子系统内部，这些场景中仅靠机箱风扇或冷板很难有效输送气流。
固态微型散热技术的未来拓展方向
从长远来看，xMEMS 认为未来的发展方向是将散热方案与处理器封装更紧密地结合，即共封装散热方案。不过，豪斯霍尔德表示，对于主流数据中心处理器而言，鉴于其涉及的功率密度，基于空气的微型散热技术可能会让位于液冷微通道设计。他指出，基于空气的微型散热技术在边缘 AI 系统中更具可行性，因为这类系统的散热容量要求较低，空间限制也更为严格。
“考虑到数据中心处理器的功率密度，共封装架构中采用液冷（而非空气）微通道可能是下一步发展方向，”豪斯霍尔德说，“在边缘计算的共封装应用中，我们基于空气的微型散热技术可能更具可行性。”
未来的散热方案很可能会融合多种技术协同工作。
“从长远来看，我们预计未来的热管理架构将把液冷、被动散热方案与局部主动散热技术结合起来协同运作，以优化整体系统性能，”豪斯霍尔德说。