xMEMS 知微電子 µCooling AI眼鏡 PiezoMEMS

xMEMS微機電揚聲器/氣冷散熱器輕薄進駐穿戴裝置

2025-10-15
可攜式電子裝置已經成為人們不可或缺的設備,AI的普遍落地更將帶動相關產品如AI眼鏡的發展,知微電子(xMEMS)透過超音波平台技術開發MEMS微型揚聲器與主動式氣冷散熱器(μCooling),切入AI眼鏡麥克風與可攜式裝置散熱應用。

xMEMS執行長姜正耀表示,其MEMS揚聲器(Speaker)採用壓電式微機電(PiezoMEMS)技術,運用矽材料結合壓電技術,產生極佳的音效,能夠取代傳統的線圈揚聲器。眼鏡不再是為了聽音樂,而是一個AI的使用者介面。然而,要實現整天佩戴的理想,智慧眼鏡面臨兩大嚴峻挑戰:外觀與重量。xMEMS的MEMS揚聲器,重量極輕,能為一副眼鏡減重達5公克,為實現時尚、輕薄的設計提供了關鍵。

xMEMS的MEMS揚聲器重量極輕,能為一副眼鏡減重達5公克

姜正耀形容,線圈揚聲器就像CRT電視,而PiezoMEMS是OLED。傳統線圈技術雖成熟,但在小型化過程中不可避免地犧牲音質與能效,而xMEMS的固態架構讓失真率降到0.5%以下,同時降低三成能耗。沒有磁鐵與線圈,也意味著更高的耐熱、防潮與抗震性能。

更嚴峻的挑戰來自於發熱。姜正耀指出,一旦眼鏡整合AR顯示功能,鏡腳溫度可輕易飆升至攝氏50度,長期配戴可能導致低溫燙傷,造成皮膚的熱傷害。xMEMS的μCooling散熱晶片成為目前市場上唯一的主動式散熱方案。能在在眼鏡鏡腳的狹小空間內產生強勁氣流,將溫度有效降低超過攝氏10度。

xMEMS的μCooling散熱晶片,有作用與沒作用的系統溫度差距

揚聲器與散熱器透過本質幾乎相同的技術,姜正耀解釋,兩者都基於壓電原理,透過電壓讓晶片內部的振膜進行超音波頻率的上下移動。xMEMS的獨特設計讓這項技術可以被引導至兩個方向,一個是讓聲音出來,就成了揚聲器;另一個是不讓聲音出來,只讓風出來,就成了散熱風扇。

xMEMS的μCooling採壓電微振動結構,能在硬幣大小的晶片內形成氣流循環,以無葉片方式主動降溫。它不僅安靜、耐用,還能根據晶片溫度動態調整氣流強度,適用於AI伺服器、工控模組與筆電平台。姜正耀表示,AI讓效能爬升速度超過摩爾定律,但散熱技術卻還停留在上個世代,市場正等待新的主動式解決方案。

姜正耀透露,xMEMS的實驗數據顯示,在未進行任何系統優化的情況下,將一顆μCooling晶片放入手機,就能將手機外殼溫度降低4.6℃。能有效增加手機的散熱預算(Thermal Budget),即使在手機不開孔、讓熱空氣在內部循環的情況下,也能達到降低約2℃的效果。在揚聲器部分,採用xMEMS的超音波方案,尺寸大幅縮小,更能提供大幅進化的低頻表現,一顆晶片就能達到140分貝的聲壓,解決小型單體低音不足的物理限制。

xMEMS的散熱產品將於2026年第一季在台積電量產,而揚聲器則於同年6月在博世(Bosch)量產。預計2027年搭載xMEMS解決方案的產品就將於市場上銷售,包括智慧眼鏡、TWS耳機與智慧手機等。

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