台积电研发微流道散热 冷却技术纳入先进封装

AI晶片算力与功耗持续攀升，热管理正从资料中心、伺服器机柜及冷板，进一步向半导体制程与先进封装内部推进。随着CoWoS、3D IC等异质整合提高晶片密度，热源更集中於封装内部，传统由晶片表面向外散热的架构逐渐面临热阻瓶颈，促使微流道（Microchannel）成为下一阶段AI晶片散热的重要技术方向。

台积电已将微流体散热纳入研发布局，朝先进封装整合方向发展。现阶段Direct-to-Chip液冷主要透过冷板贴近晶片封装表面，再利用冷却液带走热量；微流道则把微型液体通道设置於封装盖板、封装结构，甚至进一步逼近晶片核心与主要热源，可缩短热传路径、降低热阻，提升高热通量晶片的冷却能力。台积电目前的3DFabric先进封装体系已涵盖SoIC、CoWoS与InFO，散热若进一步与封装整合，热管理将可能成为封装架构设计的一环。

图一 : 微流道能够让AI晶片在功耗持续提高时维持效能密度，成为突破「散热墙」的重要路径，因此成为下一阶段AI晶片散热的重要技术方向。

不过，微流道目前仍处於产业化与量产技术竞逐阶段，尚未形成单一主流架构。流道究竟整合於盖板、中介层或更靠近晶片的位置，涉及不同材料、制程与可靠度取舍；当冷却液越靠近昂贵AI晶片，微米级流道加工精度、密封、材料相容性、流阻与堵塞，以及热循环造成的翘曲、裂缝和漏液风险，都可能直接影响封装良率与产品寿命。因此，量产成本、长期可靠度及与既有封装制程相容性，将成为技术能否真正落地的关键。
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