xMEMS, 온디바이스 AI 발열 잡는 1mm 두께 마이크로 쿨링 칩 공개

스마트폰 제조사들이 온디바이스 AI 구현에 사활을 걸고 있지만, 가장 큰 걸림돌은 결국 발열입니다. 기기 자체에서 고성능 AI 모델을 돌리거나 이미지를 생성하면 프로세서 온도가 급격히 치솟고, 기기는 곧바로 스로틀링을 걸어 성능을 깎아내립니다.

두께 여유가 있는 노트북이라면 쿨링팬을 돌리면 그만이지만, 1mm의 공간도 아쉬운 초박형 스마트폰이나 태블릿에는 전통적인 모터식 팬을 넣을 수가 없었습니다. 그동안은 베이퍼 챔버나 흑연 패드 같은 패시브 방열에만 전적으로 의존해 왔습니다.

이런 상황에서 초소형 솔리드스테이트 스피커로 유명한 xMEMS 랩스가 8월 20일 새로운 해법을 내놓았습니다. 반도체 칩 안에 팬을 직접 구현한 전규소 액티브 마이크로 쿨링 칩 'XMC-2400 µCooling'입니다.

두께 1mm 칩이 바람을 만들어내는 방식

XMC-2400의 가장 눈에 띄는 특징은 압도적인 크기입니다. 가로 9.26mm, 세로 7.6mm, 두께 1.08mm에 불과하며 무게는 150mg 미만입니다.

xMEMS의 설명에 따르면 기존 비실리콘 기반의 액티브 냉각 솔루션보다 부피와 무게를 무려 96%나 줄였습니다. 신용카드 한 장 수준의 두께입니다.

크기는 작지만 풍량은 무시할 수 없습니다. 칩 하나가 1,000Pa의 배압 조건에서 초당 최대 39㎤의 공기를 밀어냅니다.

압전 MEMS 기술 기반의 솔리드스테이트 구조라 일반 팬과 달리 회전 소음이 전혀 없고, 기기를 흔드는 진동도 발생하지 않습니다.

반도체 공정으로 제조되는 만큼 부품 간 균일도와 내구성이 높고, IP58 등급의 방진·방수를 지원해 일상적인 모바일 기기 탑재에도 무리가 없습니다.

이 쿨링 칩은 무선 이어폰용으로 개발된 xMEMS의 Cypress 마이크로 스피커와 동일한 제조 플랫폼을 기반으로 합니다. xMEMS는 9월 선전과 타이베이 행사에서 고객사 대상 시연을 거쳐, 2025년 1분기부터 샘플 공급에 들어갈 계획입니다.

왜 중요한가

온디바이스 AI 시대가 본격화되면서 스마트폰의 방열 설계는 한계에 부딪혔습니다. 게임은 프레임이 잠깐 떨어져도 버틸 수 있지만, 지속적인 연산이 필요한 AI 비서나 로컬 추론 작업에서는 성능 저하가 곧바로 사용자 경험 붕괴로 이어집니다.

이 칩이 실제 제품에 안착한다면 사용자들은 투박한 게이밍 폰을 따로 사지 않고도 슬림한 플래그십 기기에서 오랜 시간 풀 파워 AI 연산을 누릴 수 있게 됩니다.

업계 관점에서도 10년 넘게 정체되어 있던 모바일 방열 패러다임을 바꿀 만한 사건입니다. 열을 단순히 분산시키는 데 그쳤던 수동 냉각을 넘어, 1mm 두께의 능동형 공랭이 가능해지면 폴더블폰이나 초경량 태블릿, AR 글래스의 내부 설계 방식이 완전히 달라질 수 있습니다.

저희는 xMEMS의 이번 전략이 매우 영리하다고 평가합니다. 검증되지 않은 새로운 메커니즘을 억지로 만들기보다, 이미 음향 부품용으로 상용화 궤도에 올린 압전 MEMS 진동 기술을 공기 펌프로 유연하게 전환했기 때문입니다.

다만 실제 양산 기기에 적용되기까지는 과제가 남아 있습니다. 초당 39㎤의 풍량을 실제 스마트폰 내부 열 경로에 어떻게 매끄럽게 연결할지, 방수를 유지하면서 공기 흡·배기구를 어떻게 뚫어낼지가 하드웨어 제조사들의 진짜 시험대가 될 것입니다.