高達2000W以上的晶片功耗，對散熱解方提出何種新要求？

Question

Accepted Answer

晶片功耗飆升至2000W以上，迫使散熱解方從外部轉向內部整合

高達2000W以上的單晶片功耗，已超越傳統外部散熱的極限，將散熱與結構穩定需求推向晶片內部整合的解決方案，這也促使先進封裝製程朝向更高複雜度與更高精度發展。
內部散熱成為必然趨勢

隨著AI晶片設計朝向尺寸放大、功耗倍增以及3D垂直堆疊發展，單一晶片的熱設計功耗（TDP）已突破1500W，甚至達到2000W以上。如此龐大的功率密度，使得傳統的外部散熱片（Lid/Stiffener）已不足以有效導出熱能，必須將散熱機制整合至晶片封裝內部，例如透過散熱片與TIM（導熱介面材料）的貼合等方式，將熱能更直接、更快速地傳導出去。
結構穩定性需求同步提升

晶片尺寸的持續放大，加上多層堆疊與異質材料的使用，導致封裝製程中非線性惡化的翹曲（warpage）問題日益嚴重。當晶片功耗飆升，伴隨而來的加熱與冷卻循環會加劇材料間的熱膨脹係數（CTE）差異，進而引發結構變形。因此，抗翹曲處理已成為先進封裝量產的必要環節，這要求封裝設備在提供散熱解決方案的同時，也必須具備精確控制結構穩定的能力。
先進封裝設備迎來結構性變革

為應對上述挑戰，先進封裝製程中的關鍵設備面臨結構性轉變。例如，在濕製程方面，需達到Class 10等級的潔淨度，並支援方形基板的暫時鍵合與解離。同時，整合型防翹曲烘烤設備，以及用於晶粒挑選、晶圓鍵合、點膠、散熱片貼合與高精度平整貼合的設備需求大幅增加。此外，3D透視檢查技術也成為驗證多層堆疊結構完整性的關鍵。這些高度整合與精密的設備需求，正推動相關供應鏈廠商迎來顯著的成長契機。

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