產業趨勢
散熱劃時代革命─ 液冷散熱
散熱劃時代革命─ 液冷散熱
隨著半導體晶片逐漸朝向高性能、超薄、微型化發展─體積越來越小,電晶體密度越來越高,電子元件散熱的空間越來越小,單位面積內所產生的熱能卻越來越高,無論是手機、電腦發熱密度皆呈現指數級增長。
晶片效能越強 解熱難度越高
此外,加密貨幣挖礦場、大型伺服器與資料中心,高階CPU、GPU產生的熱能更為驚人,如果熱能不能快速有效散出,輕則影響效能,嚴重會導致電腦或手機產生「電子遷移效應」,導致當機無法工作。
台積電未雨綢繆超前部署
今年七月台積電在超大型積體電路(VLSI)研討會上,展示晶片水冷研究結果,採用水通道直接引導到晶片,藉此提高晶片散熱效率。聽起來覺得不可思議,為什麼突然做這項研究?傳統晶片散熱,是在晶片上塗導熱矽脂,將熱量傳到散熱器底部,導熱管、水冷管再將熱量導到鰭片,最後風扇將鰭片的熱量吹走,完成散熱。
但是,若未來晶片採用3D堆疊技術,最新的SoIC先進封裝可以任意組合各種不同製程的晶片,除了記憶體,甚至還能直接將感測器一起封裝在同一顆晶片裡面,線路的密度將是2.5D的一千倍,散熱就會遇到大瓶頸。
3D堆疊晶片設計更複雜,更小的微縮製程,把晶片一層一層的堆疊起來,中間部分難以有效散熱,所以台積電的研究人員認為,解決方法就是讓水在夾層電路間流動,讓水直接從晶片內帶走熱量,這是最有效的方案,這裡指的水並非一般純水,而是不會導電的介電液,實際上操作起來非常複雜且昂貴,目前處於研究階段,這顯示出解決晶片散熱問題,將是半導體產業未來重要發展趨勢之一。
文字編輯 高柏科技團隊
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