如果有人拿出一枚厚度只有0.7毫米的器件，告诉你它是一台风扇，你的第一反应可能是：叶片在哪里？电机放在哪里？如此薄的结构，又怎样产生足够的空气流动？对于熟悉传统散热技术的工程师而言，这些疑问并不奇怪。过去几十年，主动风冷几乎始终围绕一个基本结构发展：电机驱动叶轮旋转，通过叶片与空气之间的相互作用产生压差，推动空气经过散热片和发热器件。即使风扇不断小型化，这条技术路线仍需要为叶轮、电机、轴承和必要的气流空间保留结构高度。

但当电子设备进入更加极端的轻薄化时代，这套成熟结构也开始面对新的挑战。AI计算模块、嵌入式终端、微型存储设备和可穿戴电子产品，正在把越来越多的计算能力集中到越来越有限的空间中。芯片可以继续提高集成度，主动散热器件却不能简单依靠缩小叶轮来获得无限的薄型化能力。在这一背景下，汉得利（BESTAR）旗下COOLTIST热管理产品线开发的超薄压电风扇BPF1313H0.7，给出了一种不同于传统旋转风扇的技术方案。

这款器件的外形尺寸仅为13×13×0.7mm，重量约1.8g，标称空气流量达到10L/min以上，谐振频率范围为23—26kHz。一枚厚度不足1毫米的器件，为什么能够推动空气？10L/min的流量究竟意味着什么？更重要的是，当主动风冷可以被压缩到如此薄的结构中，电子设备的热管理设计会发生怎样的变化？这些问题的答案，远比一组产品参数更值得关注。

一、真正被突破的不是风扇尺寸，而是主动气流对传统旋转结构的依赖

传统风扇是一项经过长期优化的成熟技术。它能够提供可观的风量和静压，在服务器、计算机、通信设备及工业电子系统中发挥着重要作用。但这种技术始终存在一个基本的几何约束：叶轮需要空间旋转，电机需要占据一定体积，空气也必须沿合适的路径进入和排出。即使微型离心风扇可以不断缩小，其厚度也受到机械结构、加工精度和气动效率的共同限制。当设备内部只剩下毫米级甚至更薄的可用空间时，继续缩小传统风扇，并不总是*有效的办法。

汉得利压电风扇选择的是另一条路线：不再依靠旋转叶轮产生气流，而是利用压电陶瓷的周期性形变，通过振动结构和内部腔体推动空气。这意味着，器件不再需要传统意义上的旋转电机、轴承和叶轮结构。负责产生机械运动的核心部件，可以转变为厚度很小的压电陶瓷与弹性振动结构。从外观来看，BPF1313H0.7是一枚13毫米见方的薄型器件，厚度仅0.7毫米，换算成更加直观的尺寸，就是700微米。

但700微米的重要性，不只是让产品在照片中显得足够薄。对于电子设备结构工程师而言，散热部件的厚度直接影响PCB堆叠、金属中框、屏蔽罩、导热材料和电池之间的空间分配。过去某些位置即使存在局部发热，也可能因为无法容纳传统风扇，只能依赖被动导热结构进行热量扩散。当主动气流发生器本身能够做到亚毫米级，工程师便有机会重新思考一个问题：能否将主动空气交换直接布置在距离热点更近的位置，而不是必须为一套旋转风扇预留较大的独立腔体？

这种改变尤其适合空间高度受限、局部热源比较集中，而整机又不希望显著增加尺寸和重量的设备。当然，0.7毫米是器件本体的结构厚度，并不意味着它只需要0.7毫米的完整安装空间。实际系统还需要为固定结构、空气入口、出口以及目标热源之间的间隙留出必要空间。但即使如此，取消传统旋转结构所带来的设计自由度，仍然是压电主动风冷值得研究的重要原因。压电风扇的创新，不是把一个旋转风扇做得更小，而是重新设计了产生空气流动的机械方式。

二、从压电陶瓷到合成射流，0.7毫米背后是一套复杂的机电流体系统

压电风扇的核心技术，首先来自逆压电效应。1880年，法国科学家皮埃尔·居里和雅克·居里发现了压电效应。随后，科学界逐步认识到某些压电材料不仅能够将机械作用转化为电信号，也能够在电场作用下产生机械形变，后一种现象就是逆压电效应。当交变电压施加在压电陶瓷上，材料会随着电场变化产生周期性形变。通过合理的弹性结构设计，这种微小形变可以进一步转换为振动膜片的机械运动。但让压电陶瓷振动，与让它真正产生有效气流，是两个完全不同的工程问题。

汉得利BPF1313H0.7采用了压电陶瓷驱动、双膜耦合以及内部泵腔相结合的结构思路。器件内部的双膜片在交变电信号驱动下产生周期性运动，当泵腔容积减小时，内部压力升高，空气受到推动并从出口排出；当膜片反向运动、泵腔容积增大时，内部压力降低，外部空气再次进入。不断重复的吸气和排气过程，结合腔体内部的流道设计，便能够形成持续的空气交换作用。

这里涉及流体力学中一个很有价值的研究方向——合成射流（Synthetic Jet）。2002年，美国佐治亚理工学院Ari Glezer和Michael Amitay在《Annual Review of Fluid Mechanics》发表了合成射流领域的经典综述。研究指出，周期性吸入与排出的流体，可以通过涡结构及动量传递，在不依赖传统旋转叶轮的情况下，对周围流场产生显著影响。严格意义上的经典合成射流，通常指通过同一开口周期性吸排、一个工作周期内净质量通量为零的流动形式。它虽然不持续向外添加新的流体质量，却能够将动量传递给外部流场，从而诱导空气流动。

而在实际压电气流器件中，还存在采用不同进出口和腔体结构的技术路线。对于汉得利这类具有明确进气与出气布置的产品，工程师既要理解合成射流相关的流动机制，也需要依据具体结构与实测性能分析实际气流路径，不能简单把所有压电气流发生器视为同一种流体模型。这也是为什么压电风扇并不是把压电陶瓷安装在一块薄板上，再通电振动就能得到理想风量。膜片的刚度、振动模态、腔体容积、出风孔几何结构、流道阻力，以及不同部件之间的机械耦合关系，都会影响*终的气流输出。

BPF1313H0.7还有一个值得关注的技术特征：其谐振频率位于23—26kHz范围内。谐振对于压电风扇的气流驱动效率十分重要，当驱动频率接近有效机械共振状态时，器件能够在特定条件下获得较明显的振动响应，从而提高机械运动对空气的驱动效果。但这并不意味着频率越高越好，也不意味着只要驱动到25kHz就一定能够获得*大风量。振动结构存在不同模态，频率偏移、机械阻尼、边界固定条件和电学负载都可能影响实际表现。

2007年，普渡大学Suresh Garimella、Arvind Raman等研究人员在《International Journal of Heat and Fluid Flow》发表了关于微型压电风扇热性能优化的研究。研究发现，振幅、驱动频率与谐振频率之间的偏移，以及风扇与热源的相对位置，都会显著影响局部对流换热效果。尽管该研究涉及的压电风扇结构与汉得利当前产品并不完全相同，但它揭示的机电耦合规律具有重要参考价值：决定散热效果的不是压电陶瓷有没有振动，而是这些振动能否有效转化为所需位置的空气运动。

2026年，发表于《Chip》的《Piezoelectric active air-cooling devices》综述进一步将压电振动部件、腔体设计、气流出口以及安装布局放在同一个技术框架中讨论，说明超薄主动风冷的研究已经逐渐从单一材料和机械结构，发展到多物理场联合优化。对于汉得利这样的压电器件制造企业而言，真正的开发难点也集中在这种跨学科问题上：如何在有限厚度内协调机械振动、腔体压力变化和空气流动之间的关系，并使输出性能具备足够的稳定性和可重复性。因此，0.7毫米并不是一个孤立的尺寸成果，而是材料、结构、驱动和流体设计共同作用后的结果。

三、每分钟10升气流意味着什么？真正决定散热表现的还有三个工程参数

汉得利BPF1313H0.7的标称空气流量达到10L/min以上。对于一枚13毫米见方、厚度仅0.7毫米的器件而言，这是一项值得关注的气流性能指标。10L/min意味着在相应测试条件下，每分钟的空气体积流量达到10升，换算后约为每秒167毫升。但这里必须区分三个经常被混淆的概念：空气流量、静压能力和实际换热效果。空气流量反映单位时间内通过测量位置的空气体积，能够说明气流发生器具备怎样的空气驱动能力，却不能直接代表能够带走多少瓦热量。

静压能力则反映器件克服气流阻力的能力。BPF1313H0.7标称静压达到10Pa以上，这意味着工程师在进行产品选型时，不能只关注10L/min的流量数字，还必须评估设备内部的实际流道阻力。例如，一处开放的局部PCB热区，与一套拥有密集鳍片、狭窄风道和过滤结构的散热系统，对气流驱动器的要求完全不同。对于前者，局部空气交换有可能成为有价值的散热补充；对于后者，如果风道阻抗过高，实际流量可能明显低于低阻力测试条件下的数值。

这一问题通常通过P-Q特性曲线进行分析。P代表气流压力，Q代表体积流量。风扇能够提供的实际流量，取决于其自身的压力—流量特性与系统阻力曲线的交点。*大流量和*大静压通常出现在不同工作条件下，不能把两个参数直接理解为同时达到的性能。对于开发人员来说，看到10L/min之后，下一步应当询问的是：在目标设备的实际背压条件下，还能得到多少有效流量？

第三个需要关注的指标是热交换效率。即使两套方案拥有相近的流量，*终芯片温度也可能不同，因为芯片散热并不是空气经过附近就自动完成的过程，热量还需要经过封装、导热界面、散热结构，*终传递给流动空气。在这个过程中，热边界层起着重要作用。当空气流经高温表面时，靠近表面的气流速度和温度分布，与远离表面的主流空气并不相同。如果局部流动不足，热量就可能在热点附近积聚。定向气流或局部冲击射流能够改变表面附近的流动状态，促进热量从固体表面传递到空气中。

这也是为什么微型主动风冷研究不仅关注总风量，还关注射流位置、出口形状和热源距离。普渡大学早期研究已经证明，在特定实验条件下，优化压电风扇与热源之间的距离和相对位置，可以明显改善局部对流换热。2018年，Alastair Hales和Xi Jiang在《Applied Energy》发表的综述进一步指出，压电风扇的设计优化不能停留在单个器件上，阵列设计和系统级集成也是值得发展的研究方向。对于汉得利BPF1313H0.7，这些科研结论带来的实际启发是：产品的价值不应只用10L/min衡量，还应该评估其在真实设备中对热点温度、温度均匀性以及整机功耗的影响。

在实际安装方面，这款超薄压电风扇采用四角固定的结构设计，外围间隙作为进气通道，中心向上为主要出气方向，使气流能够朝目标热源运动。这样的布局意味着，安装结构本身就是产品散热表现的一部分。如果外围进气通道被其他结构件遮挡，即使器件能够正常振动，实际气流也可能受到限制；如果中心气流没有经过需要换热的位置，额外的空气运动同样可能难以转化为理想的温度改善。

对整机研发而言，更有说服力的验证方式，是在相同的热源功耗、环境温度和设备工作状态下，比较安装前后的热点温度、稳态热阻和局部温度分布，同时记录风扇实际输入功耗与系统噪声。在微型主动风冷领域，*终具有工程意义的不是风扇能够吹出多大的风，而是在明确的系统边界条件下，究竟能够让目标热点降低多少温度。

四、从一片0.7mm振动结构到真正可用的散热器件，困难远不止制造精度

当一款压电风扇能够在实验条件下产生预期气流，距离真正进入电子产品，还需要完成一系列工程验证。首先是驱动匹配。BPF1313H0.7采用20—50Vpp的方波驱动，其中Vpp代表峰峰值电压，并不意味着可以直接给器件连接20—50V直流电源。由于压电陶瓷具有电容性负载特征，其驱动电路需要考虑波形、频率、阻抗、功耗以及电磁兼容等问题。对于供电电压较低的便携设备，还需要将驱动电路的体积和效率纳入整机设计。

其次是振动与声学控制。虽然23—26kHz处于人耳通常可听频率范围以上，但工作频率超出20kHz，并不代表整机完全没有可听噪声。实际系统中仍可能存在机械耦合、结构共振以及气流噪声。BPF1313H0.7在自由空气条件下、距离30cm处的标称噪声不高于30dB，而装入实际电子设备后，机壳、风道、隔板、安装方式及系统背压都可能改变*终噪声表现。这反映出一个工程事实：低噪声不能只靠驱动频率解释，必须通过实际设备环境中的声学测试确认。

第三是环境适应性与长期可靠性。压电风扇取消了传统旋转叶轮和轴承，但不意味着完全不存在机械运动，也不能因此推断其不存在疲劳、污染或性能衰减问题。围绕BPF1313H0.7的可靠性开发，汉得利开展了常温寿命、高低温存储、冷热冲击及湿度等多项测试。其中常温寿命试验以50Vpp方波和优化驱动频率进行，规定测试时长为1000小时，并设置每运行240小时停机10小时的阶段性恢复与检查。因此，这项数据反映的是规定条件下的寿命试验安排，不能直接解释为已经验证1000小时完全不间断运行，更不能据此推算所有应用环境中的实际使用寿命。

在环境适应性方面，BPF1313H0.7采用非密封、非防水结构，长期使用需要关注粉尘颗粒、冷凝以及不适当机械应力对器件性能的影响。对于存在较多空气污染物的设备环境，还需要评估进气过滤以及由此增加的流动阻力。对于准备导入量产设备的研发团队，这些边界条件同样重要，因为真正成熟的技术方案，不仅要能够说明性能优势，还要清楚说明适用条件，以及哪些问题必须在整机阶段进一步验证。

这也是汉得利多年技术积累值得关注的地方。汉得利成立于2002年，长期围绕电声器件、压电陶瓷、超声器件及相关电子技术开展研发制造。随着压电技术应用范围不断扩大，公司逐步将相关能力延伸到热管理、触觉反馈、微型驱动等新领域。其控股的江苏波速传感器也在压电材料、叠层陶瓷和精密功能器件方面开展技术布局。历史公开资料显示，汉得利与南京航空航天大学、江苏理工学院等高校科研资源曾参与堆叠式低温共烧高灵敏度压电陶瓷传感器相关技术项目，并进入2023年度江苏省科学技术奖提名名单。

这一项目并不是BPF1313H0.7压电风扇本身的研发成果，却能够体现企业在压电材料、精密器件和相关制造技术方面的长期积累。对于压电风扇来说，这种积累具有实际意义。从压电陶瓷的一致性，到振动部件的装配精度；从结构模态与驱动频率的匹配，到泵腔几何设计和实际气流输出，每一个环节都可能影响*终性能。真正让一项压电技术从科研原理走向产品化，并不是只完成一次性能突出的实验，而是需要逐步建立能够重复设计、测试、制造和验证的工程能力。

在应用层面，汉得利超薄压电风扇为微型AI计算模块、嵌入式电子系统、轻薄型消费电子及局部PCB热点散热提供了新的技术选项。对传统风扇无法容纳、被动散热又可能不足的空间，亚毫米级主动气流器件尤其值得进行结构与热设计评估。但它并不需要取代所有传统风扇，对于高风阻、大范围散热或需要强整机排风能力的系统，成熟的旋转风扇仍然具有重要价值。更值得关注的，是两类技术将来可能形成更加明确的分工：传统风扇负责较大范围的空气输送，微型压电风冷则面向空间受限区域和局部热点，提供更加贴近热源的主动空气交换。

从这个角度看，BPF1313H0.7所代表的意义，并不只是让一个散热器件变薄。它让硬件研发人员开始重新思考主动风冷的空间边界，也让热管理设计多了一种此前较难实现的布局选择。对于正在开发新一代紧凑型电子设备的工程师，评估这项技术的起点可以非常具体：目标芯片的持续功耗是多少？允许的*高温度是多少？设备内部有哪些局部气流难以到达的位置？能否为超薄器件保留合理的进气与出气通道？现有散热结构又是否适合与局部主动气流协同工作？这些问题比单纯比较风扇尺寸或标称风量更接近真实的产品开发过程。

当越来越多电子设备开始突破性能与体积的传统平衡，主动散热的下一次进步，或许不只是让叶轮旋转得更快，而是让产生气流这件事，不再必须依靠旋转。