集聚封測智慧 賦能AI新時代  ——華為公佈兩項晶片散熱技術，碳化矽材料破解高熱功耗瓶頸華為技術有限公司近日公佈兩項與碳化矽散熱相關的專利，分別為《導熱組合物及其製備方法和應用》和《一種導熱吸波組合物及其應用》。兩項專利均採用碳化矽作為填料，旨在提高電子裝置的導熱能力。其中第一項專利應用領域包括電子元器件的散熱和封裝晶片（基板、散熱蓋），第二項專利則應用於電子元器件、電路板等領域。隨著AI晶片功率持續提升，散熱難題擺在各大科技公司面前。輝達GPU晶片功率從H200的700W提高到B300的1400W。CoWoS封裝技術將多個晶片（如處理器、儲存器等）高密度地堆疊整合在一個封裝內，顯著縮小了封裝面積，這對晶片封裝散熱提出更高要求。中介層的散熱能力成為AI晶片瓶頸，Rubin系列晶片中，整合HBM4的多晶片產品功率已經接近2000W。碳化矽材料具有優異的導熱性能，僅次於金剛石。公開資料顯示，碳化矽熱導率達500W/mK。相比之下，矽的熱導率僅為約150W/mK，陶瓷基板熱導率約200W/mK~230W/mK。此外，碳化矽熱膨脹係數與晶片材料高度契合，既能高效散熱，又能保障封裝穩定性。採用碳化矽中介層後，可使GPU晶片的結溫降低20℃~30℃，散熱成本降低30%，有效防止晶片因過熱降頻，保證晶片的算力穩定輸出。華為公佈的兩項專利均用碳化矽做填料，提高電子裝置的導熱能力。《導熱組合物及其製備方法和應用》主要針對電子元器件的散熱和封裝晶片。《一種導熱吸波組合物及其應用》則專注於電子元器件、電路板等應用領域。這些專利技術旨在解決高功率晶片散熱瓶頸問題。不僅是華為，輝達也在其新一代Rubin處理器設計中，將CoWoS先進封裝的中間基板材料從矽更換為碳化矽，以提升散熱性能，並預計2027年開始大規模採用。碳化矽應用領域從電力電子擴展到封裝散熱，打開了市場增量空間。東吳證券測算，以當前輝達H100 3倍光罩的2500mm²中介層為例，假設12英吋碳化矽晶圓可生產21個3倍光罩尺寸的中介層。2024年出貨的160萬張H100若未來替換成碳化矽中介層，則對應76190張襯底需求。隨著輝達GPU晶片的功率越來越大，將眾多晶片整合到矽中介層將導致更高的散熱性能要求，而如果採用導熱率更好的碳化矽中介層，其散熱片尺寸有望大幅縮小，最佳化整體封裝尺寸。資料顯示，採用碳化矽中介層後，可使GPU晶片的結溫降低20℃~30℃，散熱成本降低30%，有效防止晶片因過熱降頻，保證晶片的算力穩定輸出。AI晶片功率不斷攀升，散熱技術已成為制約算力發展的關鍵因素。晶片散熱技術競賽已經拉開帷幕，這將重塑高性能計算領域的競爭格局。 (未來半導體)