《電子技術(shù)應(yīng)用》
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臺(tái)積電尋找供應(yīng)商參與12英碳化硅解決載板散熱問題

2025-09-05
來源:芯智訊

9月4日消息,隨著人工智能(AI)計(jì)算帶來更高的熱能負(fù)荷,現(xiàn)有散熱材料已難以滿足需求,導(dǎo)致芯片性能下滑。 據(jù)臺(tái)媒報(bào)道,近期半導(dǎo)體業(yè)界傳出消息稱,臺(tái)積電正廣發(fā)“英雄帖”,號(hào)召設(shè)備廠與化合物半導(dǎo)體相關(guān)廠商參與,計(jì)劃將12英單晶碳化硅(SiC)應(yīng)用于散熱載板,取代傳統(tǒng)的氧化鋁、藍(lán)寶石基板或陶瓷基板。

過去SiC主要應(yīng)用在功率元件(Power Devices)、車用及儲(chǔ)能領(lǐng)域,如今已進(jìn)入新的發(fā)展階段,例如在AR智能眼鏡(AR Lens)鏡片及高階3D IC封裝中,需要碳化硅作為散熱材料,尤其是應(yīng)用在散熱載板這個(gè)部分。其中,3D IC 封裝的SiC應(yīng)用有兩個(gè)可能方向,首先是散熱載板,將以“導(dǎo)電型 SiC”優(yōu)先測試; 下一階段則可能在硅中介層(Silicon Interposer)導(dǎo)入半絕緣型 SiC。

從材料特性來看,SiC的熱導(dǎo)率(K值)僅次于鉆石。 陶瓷基板的熱導(dǎo)率約200~230 W/mK,而碳化硅可達(dá)400 W/mK,甚至接近500W/mK,對(duì)數(shù)據(jù)中心與AI高運(yùn)算需求而言,比傳統(tǒng)陶瓷更能滿足散熱需求。從散熱角度來說,雖然金剛石仍是理想的最終材料,但要做到12英寸晶圓規(guī)格,目前成本過高且技術(shù)尚未成熟。

碳化硅主要分為導(dǎo)電型(N型)與半絕緣型。 N 型呈現(xiàn)黃綠色半透明,而半絕緣型則接近全透明。 供應(yīng)鏈人士透露,6英寸SiC晶圓目前仍是主流、8英寸是未來擴(kuò)產(chǎn)方向,而臺(tái)積電要求的12英寸SiC若是作為中介層使用,對(duì)結(jié)構(gòu)瑕疵的要求不像傳統(tǒng)SiC那樣嚴(yán)格,但中介層的關(guān)鍵在于切割技術(shù),如果切割技術(shù)不佳,碳化硅的表面會(huì)呈波浪狀,就無法用于先進(jìn)封裝。

然而,這是否與CoWoS下一代延伸技術(shù)CoPoS還是CoWoP有關(guān)? 目前只知道 SiC 對(duì)臺(tái)積電來說可作為散熱材料。 業(yè)界人士認(rèn)為,SiC的應(yīng)用會(huì)因不同的封裝技術(shù)而有所不同,未來可能會(huì)有多條發(fā)展路線,目前也有一個(gè)方向是嘗試將SiC應(yīng)用在PCB上,但目前看最明確的應(yīng)用仍與AI相關(guān)。


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