固态微冷却在数据中心中的定位：xMEMS 芯片瞄准 SSD 局部热点

固态微冷却有望帮助数据中心减少 SSD 及其他液冷和系统风扇无法完全覆盖的子系统中的热点。Sean Michael Kerner，特约撰稿人

2026年10月28日 阅读时长4分钟 xMEMS 表示，企业级 SSD 是固态微冷却的一个早期应用场景，因为 AI 驱动的持续数据传输可能触发热降频。Getty Images

随着功率密度不断上升使热设计成为一项性能约束，AI 基础设施中的散热管理正变得愈发复杂。液冷正越来越多地聚焦于高功率 CPU 和 GPU，但服务器中并非每一个发热组件都位于冷板之下。SSD、内存、重定时器和光子系统仍可能形成局部热点，从而影响吞吐量和可靠性。

xMEMS 表示，其固态微冷却技术正是为填补这一空白而设计。该公司已开始量产其 XMC-2400 和 XMC-4800 芯片，这两款芯片采用硅基设计，无需旋转叶片或轴承即可驱动空气流动。xMEMS 称，这些产品标志着面向边缘 AI 系统的固态主动冷却首次实现大规模商业化。

“随着 AI 基础设施的演进，组件级冷却将成为传统系统级热管理日益重要的补充，”xMEMS 热管理业务部副总裁兼总经理 Mike Housholder 对 Data Center Knowledge 表示。

冷板从其直接接触的表面带走热量。在液冷服务器中，这可能导致部分子系统获得的热覆盖不均衡。

xMEMS 认为企业级 SSD 是最明确的近期应用示例。Housholder 表示，安装在 SSD 一侧的冷板可以冷却控制器和部分 NAND 封装，而另一侧的 NAND 可能温度更高。他说，这种温度梯度可能导致热降频，并在持续工作负载下限制 I/O 性能。

“我们认为企业级 SSD 是最有力的近期应用场景，”Housholder 说。“随着 AI 工作负载推动更快的存储和更持续的数据传输，热降频可能限制 SSD 性能。”

该公司主张，在硬盘内部引入局部气流可以减小这种不均衡。“将 uCooling 置于 SSD 内部以冷却另一侧的 NAND，可以减小或消除这种温度梯度，从而最大化性能，”Housholder 说。他补充说，类似的散热挑战也开始出现在其他高密度 AI 基础设施组件中。

与传统风扇不同，固态主动冷却使用硅芯片产生定向气流。xMEMS 基于压电MEMS半导体平台制造其 uCooling 芯片，并表示全硅设计可通过狭窄的微通道提供高压气流，且不会出现小型旋转风扇相关的机械磨损。

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据 xMEMS 称，XMC-2400 在最高 1,300 Pa 背压下可提供高达每秒 28 立方厘米的气流，功耗约为 150 毫瓦（mW）。该公司面向企业级 SSD 的 XMC-4800 在最高 1,100 Pa 下可提供高达每秒 48 立方厘米的气流，功耗约为 240 mW。

“XMC-2400 的尺寸约相当于一枚拇指指甲，可嵌入高度受限的环境中，将高度定向的气流送达发热组件，而在这些场景中传统方法难以实施或扩展，”Housholder 说。

（图片来源：xMEMS）

该公司并未将该技术定位为机架级或服务器级冷却的替代方案。Housholder 表示，其气流仅为传统系统风扇所能提供气流的一小部分，因此更适合处理紧密封装子系统内部的局部热点，而非整个系统的热管理。

“固态主动冷却最好被视为一种补充技术，有助于在更广泛的冷却架构中解决局部热点，而不是传统冷却方法的替代品，”Housholder 说。“相比之下，uCooling 的气流仅为传统系统风扇的一小部分，但其嵌入难以触及的子系统内部的能力为整体系统热架构带来了价值。”

在实践中，这意味着该技术更可能作为其他组件的组成部分出现，而非作为现场安装的数据中心改造方案。xMEMS 表示，uCooling 可安装在柔性或刚性 PCB 上，并预组装在 SSD 和激光模块等子系统内部，在这些场景中，仅靠机箱风扇或冷板难以提供气流。

从更长期来看，xMEMS 看到了走向共封装散热解决方案的路径，使冷却更接近处理器封装本身。然而，对于主流数据中心处理器，Housholder 表示，由于涉及的功率密度，风冷微冷却可能会让位于液冷微通道设计。他说，风冷 uCooling 在边缘 AI 系统中可能更具可行性，因为那里的热包络更低，空间限制也更紧。

“鉴于数据中心处理器的功率密度，共封装架构中的液冷（而非风冷）微通道可能是下一步，”Housholder 说。“在边缘的共封装中，可能有一些应用更适合我们的风冷 uCooling。”

冷却的未来很可能将多种技术结合在一起。

“从更长期来看，我们预计未来的热架构将把液冷、被动散热解决方案和局部主动冷却技术结合起来协同工作，以优化整体系统性能，”Housholder 说。

Sean Michael Kerner 是一名 IT 顾问、技术爱好者和动手实践者。他为行业和媒体机构提供技术问题咨询。

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