xMEMS amplia tecnologia de resfriamento em chips para data centers de IA

A xMEMS Labs, conhecida por seus chips baseados em MEMS monolíticos, anunciou a expansão da sua plataforma µCooling para data centers de Inteligência Artificial (IA). Esses micro ventiladores são dispositivos de silício que utilizam a tecnologia de Sistemas Microeletromecânicos (MEMS), criando estruturas mecânicas minúsculas em chips semicondutores, visando otimizar o desempenho térmico.

A empresa afirma que trará a primeira solução de gerenciamento térmico ativo in-module da indústria para transceptores ópticos de alto desempenho. Originalmente criada para dispositivos móveis compactos, a tecnologia µCooling da xMEMS agora oferece resfriamento ativo direcionado e hiperlocalizado para ambientes densos e termicamente desafiadores dentro de transceptores ópticos de 400G, 800G e 1.6T.

Entendendo o Desafio Térmico nos Transceptores Ópticos

Diferente das abordagens de resfriamento convencionais, que focam em processadores e GPUs de alta potência (quilowatts), o µCooling concentra-se em componentes menores e termicamente estressados que os sistemas de resfriamento em larga escala não conseguem alcançar. Um exemplo são os DSPs (Processadores de Sinal Digital) dos transceptores ópticos, que operam com TDP (Potência de Design Térmico) de 18W ou mais.

Esses componentes introduzem desafios térmicos significativos e limitam cada vez mais o desempenho e a confiabilidade dos transceptores à medida que as taxas de dados aumentam. O superaquecimento pode comprometer a integridade do sinal e reduzir a vida útil do módulo.

O ventilador MEMS monolítico da xMEMS, fabricado em processos de silício padrão, bombeia um fluxo contínuo de pulsos de ar de alta velocidade, de forma silenciosa e sem vibrações. É a única solução de resfriamento ativo pequena e fina o suficiente para ser incorporada dentro do módulo transceptor.

Modelos térmicos indicam que o µCooling pode remover até 5W de calor localizado. Isso resulta na redução da temperatura operacional do DSP em mais de 15% e da resistência térmica em mais de 20%. Tais melhorias permitem maior rendimento sustentado, melhor integridade do sinal e maior vida útil do módulo.

Design e Proteção Óptica

Uma característica chave no design do sistema µCooling é sua implementação em um canal de fluxo de ar dedicado e isolado. Este canal é termicamente acoplado às fontes de calor internas do transceptor, mas fisicamente separado do caminho óptico e da eletrônica principal.

Essa arquitetura garante que os componentes ópticos permaneçam protegidos contra poeira ou contaminação. A proteção preserva a clareza do sinal e a confiabilidade do transceptor, ao mesmo tempo que oferece desempenho de resfriamento eficaz.

Mike Housholder, vice-presidente de marketing da xMEMS Labs, comentou que “à medida que as demandas de interconexão de data centers aumentam rapidamente com cargas de trabalho de IA, gargalos térmicos estão surgindo no nível do componente — especialmente em módulos ópticos que são selados, densos em potência e com espaço limitado”. Ele acrescentou que o µCooling está “posicionado de forma única para resolver isso, fornecendo verdadeiro resfriamento ativo in-module sem comprometer a óptica ou o formato”.

Mercado e Tecnologia

Analistas de mercado preveem um forte crescimento na conectividade óptica de alta velocidade. O Dell’Oro Group projeta que as remessas de transceptores de 800G e 1.6T crescerão a uma taxa composta anual (CAGR) superior a 35% até 2028. Conforme esses módulos aumentam em desempenho e potência, os desafios de resfriamento se tornam uma barreira crítica para a adoção.

O design piezoMEMS de estado sólido do micro cooling fan on a chip significa ausência de motores, rolamentos móveis e desgaste mecânico. Isso permite confiabilidade sem manutenção e fabricação em alto volume. Seu tamanho compacto, tão pequeno quanto 9.3 x 7.6 x 1.13mm, e arquitetura escalável o tornam ideal para implantações modulares em uma ampla gama de interconexões, incluindo QSFP-DD, OSFP e futuras ópticas conectáveis e co-empacotadas.

Fundada em janeiro de 2018, a xMEMS Labs desenvolveu uma plataforma piezoMEMS. A empresa criou os primeiros alto-falantes MEMS monolíticos de estado sólido do mundo, combinando a escalabilidade da fabricação de semicondutores com desempenho de áudio. A plataforma piezoMEMS da xMEMS também foi estendida para produzir a solução µCooling.

A xMEMS possui mais de 230 patentes concedidas mundialmente para sua tecnologia. A empresa e suas inovações, como os alto-falantes baseados em chip, vêm sendo desenvolvidas há vários anos, com a tecnologia de micro resfriamento sendo uma adição posterior ao seu portfólio.

Com o µCooling agora atendendo aos mercados móvel e de data center, a xMEMS avança em sua visão de inovação térmica escalável e de estado sólido. O objetivo é viabilizar a próxima onda de eletrônicos de alto desempenho, abordando desafios térmicos em componentes críticos.

Este conteúdo foi auxiliado por Inteligência Artificial, mas escrito e revisado por um humano.

André Luiz

André atua como jornalista de tecnologia desde 2009 quando fundou o Tekimobile. Também trabalhou na implantação do portal Tudocelular.com no Brasil e já escreveu para outros portais como AndroidPIT e Techtudo. É formado em eletrônica e automação, trabalhando com tecnologia há 26 anos.