文章核心观点 - 随着AI存算芯片制程微缩和三维异构集成技术的发展，芯片功率密度和散热问题日益突出，高效的热管理方案成为技术发展的关键[2] - 热界面材料是三维异构存算芯片实现垂直方向高效散热的核心环节，其性能提升是当前研发重点[2] - 行业正积极探索创新TIMs材料和系统级散热技术，以解决三维堆叠芯片的散热挑战[5][8] 三维异构集成技术的散热挑战 - AI存算芯片制程不断微缩，晶体管和互联密度翻倍增长，导致三维异构集成技术成为提升芯片性能的重要方向[2] - 三维堆叠技术提升算力密度的同时显著增加了功率密度，垂直堆叠芯片和铜铜混合键合工艺使散热成为封装设计必须重点考虑的因素[2] - 三维异构存算芯片散热的关键难题在于如何将内部热点高效地向垂直上方或下方传导[2] 热界面材料的技术现状与创新 - 当前常用的TIMs材料主要是导热硅脂和导热垫片：导热硅脂流动性好但导热系数有限且易发生“泵送效应”；导热垫片便于安装但较厚且对微观不平整填充能力差[4] - 液态金属TIM如铟合金、镓基合金利用金属固有高导热性，导热系数可达20-80W/(m·K)，是传统TIMs的数十倍[5] - 纳米结构TIM利用碳纳米管、石墨烯、纳米银线等纳米材料的高本征导热系数，但成本较高且可靠性需不断提升[5] 系统级散热技术发展 - 系统级散热组件采用液体冷却替代空气冷却，沉浸式冷却可实现比空气更高效的散热[8] - 微流控散热通过内部微通道使冷却剂流动，为三维堆叠硅晶圆中间的芯片提供更高效的散热路径，但增加了系统复杂度和成本[8] - 玻璃基封装载板直接键合三维集成芯粒，相比有机IC载板的COWOS方案减少了转接板热量堆积，预计2030年实现产业化[8] - 碳化硅陶瓷基板比硅具有更优异的导热性且翘曲控制率更高，但相关工艺兼容性还有待考察[8] 行业会议与产业推动 - 势银将联合甬江实验室于2025年11月17-19日举办异质异构集成年会，主题为“聚焦异质异构技术前沿，共赴先进封装芯征程”[6] - 会议将聚焦三维异构集成、光电共封装、晶圆级键合等前沿先进封装技术，推动技术创新与产业应用深度融合[6]