最後更新:2026年10月8日後段製程・先進封裝封裝中國大陸:散热片/散热器

均熱片/散熱器是什麼

Heat Spreader

均熱片是將半導體晶片產生的熱擴散至更大面積、協助散熱的金屬零件。與覆蓋CPU或GPU封裝上表面的金屬蓋(IHS),以及安裝於其上的散熱器搭配,抑制晶片溫度上升。在功耗達數百W的AI加速器中,散熱設計已成為限制效能的因素。

目錄5 項
  1. 定義與原理
  2. 常見問題
  3. 相關企業
  4. 相關用語
  5. 比較文章

定義與原理

均熱片(Heat Spreader)是將半導體晶片產生的熱擴散至更大面積、協助散熱的金屬零件。與覆蓋CPU或GPU封裝上表面的金屬蓋(IHS:Integrated Heat Spreader),以及安裝於其上的散熱器(heat sink)搭配,抑制晶片溫度上升,是高效能化、高發熱化持續推進的先進元件中不可或缺的散熱零件。

在晶片與均熱片之間、均熱片與散熱器之間,會夾入用以消除微小空隙、傳導熱量的TIM(Thermal Interface Material:熱介面材料,如導熱膏或銦焊料等)。TIM的熱阻會大幅左右散熱性能。

材料使用導熱率高的銅(Cu)、輕量且抑制熱膨脹的AlSiC,以及利用蒸氣相變化的均溫板(vapor chamber)等。另外也有在晶粒上加蓋的有蓋(lidded)型,以及讓晶粒外露直接冷卻的裸晶(lidless)型之分。

在AI GPU與高階CPU中,隨著功耗增加,散熱設計已成為效能的瓶頸,即使是CoWoS這類大型封裝,均熱片與TIM的最佳化也相當重要。搭配先進封裝、底部填充膠、CoWoS等條目,即可從熱管理的角度理解封裝。

均熱片/散熱器的常見問題

均熱片與散熱器有何不同?
均熱片的作用是將熱從晶片狹小的發熱面沿面方向擴散,封裝上表面的金屬蓋(IHS)是代表例。散熱器的作用則是將擴散後的熱排放到空氣或液體中,具有鰭片結構。兩者以串聯方式組合使用。
什麼是TIM(熱介面材料)?
填補晶片與均熱片、或均熱片與散熱器之間的微細間隙,以降低熱阻的材料。有導熱膏、相變化材料、銦等金屬TIM,以及焊料TIM,高效能CPU會使用焊料TIM。
為什麼AI晶片的散熱很困難?
因為每1個封裝的功耗達到700W~1kW等級,而且HBM與邏輯密集配置於同一封裝內,發熱局部集中。氣冷已不敷使用,直接液冷(冷板)與浸沒式冷卻的導入正持續推進。

相關設備・材料

相關企業

比較文章

所屬主題