xMEMS, 초박형 장치에 사용되는 두께 1mm의 쿨링 팬?!

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The xMEMS' XMC-2400 µCooling chip will go where no fan can.

xMEMS의 XMC-2400 µCooling 칩은 냉각 팬을 부착할 수 없는 곳에서 칩의 온도를 낮춥니다.

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사진출처) xMEMS

 

스마트폰 같은 모바일 전자 기기에서 열 관리는 점점 더 어려워지고 있습니다. 지금까지는 수동형으로 열을 확산하는 확산판에 의존하고 있었지만, 실리콘 솔리드 스테이트 팬을 탑재한 xMEMS 능동형 XMC-2400 µCooling(마이크로쿨링)은 효과적으로 공기 흐름을 생성하고 열을 빠르게 발산하여 두께에 대한 손실 없이 성능을 최대 잠재력으로 작동할 수 있습니다.

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얇지만 선명한 소리를 내는 솔리드 스테이트 스피커 드라이버의 기술을 쿨링 기술에 응용한 것으로 마이크로 스피커를 주로 만드는 xMEMS 사의 새로운 반도체 칩 제품 입니다. XMC-2400 칩은 스마트폰이나 태블릿과 같이 매우 얇은 장치를 능동적으로 냉각할 수 있는 두께 1mm의 쿨링 팬 역할을 합니다.

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곧 출시될 µCooling 칩은 헤드폰 내부의 초음파 드라이버와 동일한 MEMS(미세전자기계시스템) 기술을 기반으로 설계하여 과열 위험이 적고 더 나은 성능을 지속할 수 있는 슬림한 디바이스를 만들 수 있습니다.

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실제 사례를 예로 들자면, 쿨링 팬이 없이 수동 냉각식 M2 맥북에어(MacBook Air) xMEMS의 XMC-2400 칩이 설치되어 있었다면 발열, 스로틀링(throttling) 문제에 대한 해결이 가능했을 것으로 보입니다. 스마트폰에서도 발열 문제는 흔한 증상입니다. 그 동안 전력소비를 줄이는 방법이나, 제품 사용을 중단하라는 해결책만 제시했었습니다.

 

사진출처) xMEMS

 

크리에이티브(Creative)의 오르바나 에이스(Aurvana Ace)와 같은 이어버드에서 xMEMS의 솔리드 스테이트 드라이버는 중음과 고음 재생에 탁월했지만, 저음을 처리하기 위해 기존 베이스 드라이버와 함께 사용되었습니다. 사이프레스(Cypress)라고 불리는 xMEMS의 차세대 솔리드 스테이트 드라이버는 모든 주파수에서 뛰어난 성능을 발휘하였고, 냉각 칩이 사용하는 것과 동일한 효과가 있었다고 합니다.

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xMEMS의 마케팅 및 비즈니스 개발 담당 부사장 마이크 하우홀더(Mike Housholder)는 "XMC-2400 마이크로 쿨링 칩은 초음파 변조를 사용하여 공기 이동을 위한 압력 펄스를 생성합니다. 무게는 150밀리그램 미만이며 1,000파스칼의 배압으로 초당 최대 39세제곱센티미터의 공기를 움직일 수 있다"고 합니다. 솔리드 스테이트 장치이기 때문에 로터나 핀과 같은 움직이는 부품이 고장날 염려가 없으며, 얇은 디자인 덕분에 APU나 GPU와 같은 열을 발생시키는 부품 바로 위에 놓을 수 있습니다. 또한 IP58 등급으로 먼지와 물에 의한 손상에도 강합니다.

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초박형 솔리드 스테이트 냉각을 추구하는 회사는 xMEMS 만은 아닙니다. Frore의 에어젯 미니(AirJet)와 미니 슬림은 모두 1,750파스칼의 배압을 생성할 수 있지만, 두께는 각각 2.8mm와 2.5mm로 XMC-2400보다 더 크고 두껍습니다. 이전에 Frore는 이 기술을 맥북 에어를 분해하여 액티브 디바이스 냉각 기술을 적용하는 시험을 했었는데 열을 배출하고 지속으로 성능을 향상시켰다고 합니다.

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하우저의 설명에 따르면 xMEMS의 기술이 더 얇기 때문에 더 유연하고 제조업체는 측면 및 상단에 적용할 수 있다고 합니다. XMC-2400의 칩당 가격이 10달러 미만이며, 연말까지 “4~5개”의 제조사와 이 제품에 대한 계약을 진행 중이며, 이 기술이 필요한 다른 제조업체들은 2025년 1분기가 되어야 실제 계약이 가능할 것으로 보입니다.

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스마트폰 제조업체 같은 경우에 양산 제품에 적용하기 힘든 이유는 단순한 부품 추가가 아니라, 설계 변경이기 때문에 인증에 대한 재시험이 필요합니다. 따라서 개발 중인 제품이 가장 빠를 수 있으며, 업체 인증 같은 절차도 필요할 수 있습니다.

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xMEMS의 XMC-2400의 생산 가능한 양(Capacity)도 문제가 될 수 있지만, 제조 파트너인 TSMC와 보쉬에서 스피커용 칩을 만들고 있기 때문에 공정이 유사한 마이크로 냉각 칩을 생산하는 것으로 전환할 수 있다고 합니다. 즉, 장비나 생산 라인을 변경할 필요는 없어 보입니다.

 

사진출처) xMEMS

 

최근 발표된 iPad Pro만 보더라도 얇은 두께와 강력한 성능을 동시에 추구하고 있습니다. 성능은 발열을 의미하고 기존의 기술로는 열을 잡으려면 두께가 두꺼워질 밖에 없기 때문에 새로운 기술인 초박형 능동 냉각 솔루션의 필요성은 분명합니다. xMEMS 마이크로 냉각 칩이 실제로 작동하는 모습을 곧 보게 될 것 같습니다.

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※ 기사 내용 참조

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[Engadget] This 1mm 'fan on a chip' could put active cooling inside ultra-thin gadgets | By devindra hardawar | Aug 20, 2024, Tue, 10:00 PM GMT+9 | https://www.engadget.com/mobile/this-1mm-fan-on-a-chip-could-put-active-cooling-inside-ultra-thin-gadgets-130014002.html

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