華南理工大學(xué)教授謝穎熙：中國(guó)企業(yè)在AI時(shí)代將改寫(xiě)全球傳感器行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局

4月14日，國(guó)內(nèi)傳感器龍頭企業(yè)廣東奧迪威傳感科技股份有限公司（簡(jiǎn)稱“奧迪威”，920491.BJ）舉行產(chǎn)品發(fā)布會(huì)，針對(duì)算力服務(wù)器和芯片散熱、機(jī)器人關(guān)節(jié)散熱，推出AI服務(wù)器液冷散熱專用流量傳感器、壓電液泵和微型射流風(fēng)扇等三款產(chǎn)品；并正式對(duì)外宣布O+X戰(zhàn)略，強(qiáng)化面向AI算力、具身智能領(lǐng)域的布局。

發(fā)布會(huì)上，華南理工大學(xué)機(jī)械與汽車(chē)工程學(xué)院教授、傳感器與執(zhí)行器領(lǐng)域?qū)＜抑x穎熙分享了AI算力基礎(chǔ)設(shè)施和具身智能領(lǐng)域的散熱技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。奧迪威與華南理工大學(xué)共建了聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，開(kāi)展微型熱控器件和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研發(fā)，謝穎熙是該實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人。

謝穎熙在接受專訪時(shí)表示：“AI和具身智能強(qiáng)需求牽引下，全球新一輪傳感器研發(fā)熱潮方興未艾，中國(guó)企業(yè)有機(jī)會(huì)改寫(xiě)傳感器行業(yè)全球競(jìng)爭(zhēng)格局�！�

華南理工大學(xué)教授謝穎熙

Q：您的團(tuán)隊(duì)和奧迪威合作為何選擇微型熱控系統(tǒng)這一方向？

謝穎熙：熱控是現(xiàn)在大功率算力芯片設(shè)計(jì)和應(yīng)用過(guò)程中的一個(gè)核心痛點(diǎn)。

根據(jù)專業(yè)的統(tǒng)計(jì)，高功率芯片55%以上的損壞是由于熱能失控導(dǎo)致的。大功率芯片的體積有限，但發(fā)熱速度非常驚人，一個(gè)英偉達(dá)的高端芯片與家用燒水壺相比，其熱流密度大約是后者的十倍。而隨著芯片使用量的增加，產(chǎn)生的熱量對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行也產(chǎn)生重大影響。另外還有能耗問(wèn)題，1000w的芯片有相當(dāng)大比例的能量被消耗在散熱上。

因此，更加高效的散熱技術(shù)不僅是智能芯片和算力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的需要，也是降低能耗、提升系統(tǒng)整體能效的需要。

Q：奧迪威推出的壓電微泵有何技術(shù)特點(diǎn)？

謝穎熙：壓電微泵的實(shí)質(zhì)是基于壓電效應(yīng)，驅(qū)動(dòng)壓電元件發(fā)生振動(dòng)形變，使得泵腔容積增大或減小，從而對(duì)微通道內(nèi)冷卻介質(zhì)形成吸入和排出效應(yīng)，達(dá)到散熱效果。這個(gè)技術(shù)的特點(diǎn)是將電能直接轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，無(wú)需傳統(tǒng)電機(jī)結(jié)構(gòu)，精度高，功耗低，穩(wěn)定性強(qiáng)；同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)微型化與高集成。

奧迪威是最擅長(zhǎng)運(yùn)用超聲和振動(dòng)技術(shù)的廠家之一，積累相當(dāng)深厚。我們都知道現(xiàn)在搭載高性能芯片的智能設(shè)備越來(lái)越多。這種散熱方案尤其適合于強(qiáng)調(diào)緊湊化、集成化的高端智能手機(jī)與輕薄筆記本電腦、AR/VR 頭戴顯示設(shè)備、高性能服務(wù)器的液冷散熱系統(tǒng)等。

Q：相比其他電氣設(shè)備，機(jī)器人的散熱有哪些特殊之處？

謝穎熙：如果大家留意過(guò)機(jī)器人馬拉松比賽中工作人員用噴水壺為機(jī)器人降溫的場(chǎng)景，就會(huì)意識(shí)到散熱對(duì)機(jī)器人的穩(wěn)定運(yùn)行有多重要。實(shí)際上，在具身智能的場(chǎng)景中，關(guān)節(jié)電機(jī)、CPU等處的能耗是非常大的，限制機(jī)器人性能發(fā)揮的一大原因就是過(guò)熱問(wèn)題。

傳統(tǒng)的風(fēng)冷方案是采用離心風(fēng)扇散熱，機(jī)械旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)氣流，但這在具身智能場(chǎng)景中卻難以適配。離心風(fēng)扇內(nèi)部有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)件，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)于振動(dòng)環(huán)境下，軸承會(huì)因不斷轉(zhuǎn)動(dòng)而快速損壞并產(chǎn)生異響；并且體積難以做到微型化。

奧迪威的微型射流風(fēng)扇是利用壓電陶瓷的高頻振動(dòng)產(chǎn)生噴射氣流，從而提高換熱效率。換熱原理和傳統(tǒng)離心風(fēng)扇完全不同。由于沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)件，可以實(shí)現(xiàn)尺寸上更加輕薄、緊湊，散熱效率上比傳統(tǒng)方案更優(yōu)；并且從原理上消除了轉(zhuǎn)動(dòng)軸承損壞等問(wèn)題，結(jié)合工藝和結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步完善，有望實(shí)現(xiàn)散熱系統(tǒng)的終身免維護(hù)。

具身智能需要在極為苛刻的空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期穩(wěn)定高效散熱，微型射流風(fēng)扇的方案具有顯著的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。事實(shí)上，基于微型射流原理的新型散熱器件在全球范圍內(nèi)都受到廣泛關(guān)注。但尚未聽(tīng)說(shuō)有其他公司開(kāi)發(fā)出可用的產(chǎn)品，據(jù)我所知奧迪威該產(chǎn)品目前在國(guó)內(nèi)處于領(lǐng)先地位。

Q：在未來(lái)世界中，傳感器將扮演什么角色？

謝穎熙：智能物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，芯片是算力的基礎(chǔ)，而傳感器作為數(shù)據(jù)的入口同樣至關(guān)重要。沒(méi)有傳感器收集的數(shù)據(jù)，智能算法和模型都無(wú)法發(fā)揮作用。

傳感器行業(yè)的典型特征是，研發(fā)成本高，需求多樣但應(yīng)用場(chǎng)景具有高度定制性，單一傳感器型號(hào)難以適應(yīng)所有場(chǎng)景，無(wú)法大規(guī)模生產(chǎn)。這導(dǎo)致企業(yè)必須平衡投入和產(chǎn)出，難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化。

但我們看到，由于AI時(shí)代的到來(lái)傳感器市場(chǎng)規(guī)模在不斷擴(kuò)大，尤其是具身智能的強(qiáng)需求牽引，使得單個(gè)器件的研發(fā)成本會(huì)大幅降，從而讓企業(yè)更容易找到成本與效益之間的平衡點(diǎn)。目前，全球范圍內(nèi)各種新型傳感器和執(zhí)行器研發(fā)熱潮方興未艾。趨勢(shì)很明顯，未來(lái)的5到10年內(nèi)，會(huì)有更多類(lèi)型的傳感器融入我們的生活。因此，行業(yè)未來(lái)可能是指數(shù)式增長(zhǎng)的發(fā)展軌跡。

Q：與國(guó)際品牌相比，中國(guó)傳感器企業(yè)面臨什么樣的機(jī)遇和挑戰(zhàn)？

謝穎熙：傳感器的一個(gè)重要特點(diǎn)是，不同的感知環(huán)境對(duì)器件性能和要求各不相同，在特定的細(xì)分市場(chǎng)中往往會(huì)有少數(shù)國(guó)際品牌建立競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，推高進(jìn)入門(mén)檻。因此，中國(guó)企業(yè)想要在成熟品類(lèi)和成熟市場(chǎng)領(lǐng)域取得突破并不容易。

我認(rèn)為，AI和具身智能的快速發(fā)展，為中國(guó)制造商帶來(lái)了巨大的機(jī)遇。這個(gè)是新的領(lǐng)域，提供了廣闊的市場(chǎng)機(jī)遇；同時(shí)，近年來(lái)中國(guó)廠商在新場(chǎng)景新品類(lèi)上展現(xiàn)出極強(qiáng)的研發(fā)迭代速度和供應(yīng)鏈協(xié)同能力。

以?shī)W迪威為例，據(jù)我了解，它所走的路線是從底層材料開(kāi)始就自主研發(fā)，從材料到后端器件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造工藝，均實(shí)現(xiàn)自主可控。面對(duì)新興場(chǎng)景的多樣化需求，我相信中國(guó)廠商憑借這種敏捷的創(chuàng)新能力和完整的產(chǎn)業(yè)配套，具備充分的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。未來(lái)，我們完全有機(jī)會(huì)在這一輪技術(shù)變革中，改寫(xiě)全球傳感器行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)格局，實(shí)現(xiàn)從“跟隨”到“引領(lǐng)”的跨越。