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今天分享的是:2025年SiC深度:先进封装:英伟达、台积电未来的材料之选
随着人工智能算力需求的迅猛增长,芯片功耗与散热问题已成为制约技术发展的关键瓶颈。近日,行业信息数据显示,英伟达与台积电正积极探索在新一代先进封装中采用碳化硅材料,以应对高热功耗带来的挑战。这一技术动向,或许将引领半导体封装材料进入新一轮革新。
当前,AI芯片普遍采用台积电的CoWoS先进封装技术,该技术通过硅中介层实现GPU与高带宽内存的高密度互连。然而,随着芯片算力不断的提高,功率也持续攀升,热管理难度飞速增加。报告说明,英伟达芯片单位面积功率预计将从H100的约0.86W/mm²提升至未来架构的2W/mm²以上,芯片总功耗甚至有可能突破15000W。高热负荷下,传统硅中介层已逐渐面临散热瓶颈与结构可靠性压力,尤其在更大尺寸封装中易出现翘曲、开裂等问题。
在此背景下,碳化硅凭借其优异的物理特性进入行业视野。研究表明,碳化硅的热导率可达硅材料的3倍以上,能明显提升封装整体散热效率。同时,其更高的硬度与热稳定性有助于增强中介层结构强度,适应更大尺寸、更高功率的封装需求。相较于同样高导热但工艺尚不成熟的金刚石,碳化硅与现有芯片制造工艺具备更好的兼容性,已有一定的技术积累与产业链基础。
行业分析认为,若碳化硅能成功应用于CoWoS等先进封装的中介层,将为上游材料产业带来可观的市场增量。预估至2030年,若大部分先进封装转向碳化硅中介层,全球对12英寸碳化硅衬底的需求可能远超当前产能水平。在这一潜在趋势中,中国大陆碳化硅产业链因在产能布局、生产所带来的成本等方面具备一定基础,有望参与到全球供应链重构的过程中。
值得注意的是,这一材料转换仍面临技术成熟度、工艺适配及成本控制等多重挑战,实际导入时间和规模需视产业协同发展状况而定。但毋庸置疑,在算力竞赛持续激烈的背景下,散热已成为芯片演进的核心议题,材料创新势在必行。碳化硅能否从功率半导体领域成功跨入先进封装赛道,不仅关系到个别企业的布局,更可能会影响未来高端芯片的性能轨迹与产业生态。
总体来看,半导体行业正站在材料选择的新十字路口。碳化硅在封装环节的应用探索,标志着业界对热管理问题的重视已从设计架构延伸至材料底层。其后续进展,值得持续关注。

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