解决方案

热管理-芯片性能的核心问题

发布时间:2025-06-17 浏览数:11

芯片运行过程中产生的热量导致芯片温度急剧上升,进而影响其性能和可靠性。随着晶圆制程向2nm、1nm甚至埃米级别迈进,尺寸不断缩小,功率不断增大,晶体管密度大幅上升;先进封装将更多的裸芯片通过SiP的方式封装在一起,进而提高模组芯片的功能密度;晶体管密度和功能密度的急剧增加,带来了前所未有的热管理挑战。高性能散热成为芯片研发制造的关键问题。

热管理失效导致的问题
芯片内部热量无法有效散发时,局部区域会形成「热点」,导致性能下降、硬件损坏和成本激增。
性能下降:当芯片表面温度达到70-80℃时, 温度每增加1℃,芯片的可靠性就会下降10%。AI功能使用的高性能计算芯片,即HPC芯片对应了高功率需求,过热限制及降低了硬件性能的发挥,阻碍了芯片的理论性能实现。 
设备失效:芯片温度每升高10℃,其运行寿命减半,超过55%的设备故障与过热直接相关。
成本激增:随着AI芯片和高功率芯片数量的激增,散热系统的投资巨大,包括大量消耗能源和资源的冷却系统(如液冷、风冷等) ,增加了运营成本,也加剧了能源消耗;
金刚石散热技术的可使AI及HPC芯片性能提升三倍的同时温度降低55%。

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