칩 냉각 기술

반도체 장비의 발전에 있어서 장비의 혁신과 기술의 향상은 항상 다른 어려움과 문제에 직면하게 될 것입니다. 적은 수의 트랜지스터는 신뢰성에 큰 영향을 미치지 않을 수 있지만 수십억 개의 트랜지스터에서 발생하는 열은 신뢰성에 영향을 미칩니다. 높은 활용도는 방열을 증가시키지만, 열 밀도는 스마트폰, 서버 칩, ar/vr 및 기타 여러 고성능 장치에 사용되는 모든 고급 노드 칩 및 패키지에 영향을 미칩니다. 이 모든 것에서 DRAM 레이아웃과 성능은 이제 주요 설계 고려 사항입니다.

DRAM 외에도 열 관리는 점점 더 많은 칩에서 중요해지고 있습니다. 이는 전체 개발 프로세스에서 고려해야 하는 점점 더 많은 상호 관련된 요소 중 하나입니다. 패키징 업계도 방열 문제를 해결할 방법을 찾고 있다. 최상의 패키징 방법을 선택하고 그 안에 칩을 통합하는 것은 성능에 매우 중요합니다. 구성 요소, 실리콘, TSV, 구리 기둥 등은 모두 열팽창 계수(TCE)가 다르기 때문에 어셈블리 수율과 장기 신뢰성에 영향을 미칩니다.

TIM의 선택:

칩 패키지에서 열의 90% 이상은 패키지를 통해 칩 상단에서 라디에이터로 방출되며, 일반적으로 수직 핀이 있는 양극 산화 알루미늄 기판입니다. 열전도율이 높은 TIM(Thermal Interface Material)이 칩과 패키지 사이에 배치되어 열 전달을 돕습니다. CPU용 차세대 Tim에는 판금 합금(예: 인듐 및 주석)과 은 소결 주석이 포함되며 전도력은 각각 60w/mk 및 50w/mk입니다.

마이크로 칩 냉각 채널:

이제 스위스 연구원들은 마침내 외부 냉각이 필요하지 않은 칩을 발명하는 더 나은 방법을 찾았습니다. 반도체에 집적된 미세소관은 냉각액을 트랜지스터 주변으로 직접 가져오므로 칩의 방열 효과를 크게 향상시킬 뿐만 아니라 에너지를 절약하고 미래의 전자 제품을 보다 환경 친화적으로 만듭니다. 이 통합 냉각의 생산은 이전 공정보다 저렴합니다.

고급 패키징의 원래 아이디어는 레고 블록처럼 작동할 수 있다는 것입니다. 즉, 서로 다른 프로세스 노드에서 개발된 작은 칩을 함께 조립할 수 있고 열 문제를 줄일 수 있습니다. 그러나 성능과 전력의 관점에서 신호를 전송해야 하는 거리는 매우 중요하며 항상 열려 있거나 부분적으로 어둡게 유지해야 하는 회로는 열 특성에 영향을 미칩니다. 출력과 유연성을 향상시키기 위해 금형을 여러 부분으로 나누는 것처럼 보이는 것처럼 간단하지 않습니다. 패키지의 모든 상호 연결은 최적화되어야 하며 핫스팟은 더 이상 단일 칩으로 제한되지 않습니다.

전반적으로 개발 추세 측면에서 DRAM 칩은 저장 칩 기술을 위한 제조 공정을 소형화하여 저장 밀도를 향상시킵니다. 스토리지 제품의 경우 향후 고속 및 대용량 방향으로 발전할 것이며 제품 성능은 지속적으로 향상될 것입니다. 스토리지 제품의 응용 분야에서 PC, 5g 휴대폰, 웨어러블 장치 및 보안은 기존 응용 분야의 주요 개발 동향이며 데이터 센터, 스마트 홈 및 스마트 자동차는 신흥 응용 분야의 주요 개발 동향입니다. 따라서 패키징 업계는 칩 냉각 기술의 연구 개발을 지속적으로 추진할 것입니다.