人工智能、智能驾驶等高性能计算的爆发，使得芯片散热成为伴随工艺瓶颈、制约终端算力跃升的第二大关键难题。散热不力将导致芯片温度飙升，降频、卡顿、宕机乃至硬件老化损坏等一系列问题接踵而至，严重损害用户体验和边缘设备可靠性。
天津大学近期在微型主动散热技术领域取得突破性进展，该校精密测试技术及仪器全国重点实验室庞慰/张孟伦课题组成功开发出一款高能效压电MEMS合成射流冷却器。相关研究成果已在电子行业期刊IEEE Transactions on Electron Devices上发表，论文题为"Energy-Efficient Piezoelectric MEMS Cooling Chip for Compact Electronics Based on a Partially Mechanical Decoupled Actuator"。
据论文通讯作者张孟伦教授介绍，这款MEMS冷却器采用了"部分机械解耦"的执行器结构设计，能够高效产生合成射流，风速可达3.4米/秒，全负载功耗仅69毫瓦，为传统微型机械风扇的1/5。该冷却器整体封装尺寸为6毫米×6.7毫米×2.1毫米，是目前公开报道的空气对流式冷却器中体积最小的，特别适合智能手机、平板电脑、智能手表等边缘智能设备的应用需求。
尽管体积小巧，这款MEMS冷却器的散热性能却表现突出。庞慰教授表示，测试显示当冷却器开启后，热源温度从85℃迅速降至55℃，对流传热系数高达72 W/m²K，是被动散热方案的3倍，甚至超过了一些现役的微型机械风扇。与业界新星美国Frore System的AirJet Mini产品相比，天津大学的MEMS冷却器占位面积小40倍，功耗小15倍，散热性能相当。
在满载条件下，该MEMS冷却器能够带走1.1瓦的热量，相当于智能手机轻度办公/娱乐的发热量。其全负载能效系数COP高达12.7，意味着每消耗1份电量可带走12.7份热量，远超传统微型机械风扇和AirJet Mini产品。研究人员表示，通过级联多个该MEMS冷却器，可将散热量提升数倍，满足平板电脑、游戏手机等高耗能场景的散热需求。
随着人工智能、无人驾驶、虚拟现实等前沿技术的快速发展，高性能芯片正从云端数据中心向边缘设备转移，而散热问题已成为制约终端算力提升的关键瓶颈。传统散热方案面临诸多局限：主动冷却器体积大、能耗高、噪音大，而被动散热器虽轻薄静音，但散热能力有限。天津大学研发的这款微型高能效MEMS冷却器，为解决边缘智能设备散热难题提供了新的技术路径，有望推动边缘设备从"被动散热时代"向"主动散热时代"转型，为算力革命提供关键支持。
