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SiC散热中介层来了:AI芯片热管理压力如何传导到PCB层?

2026
09/14
本篇文章来自
聚多邦

SiC切入先进封装散热,AI芯片热管理压力正在向PCB传导

2026年9月,天岳先进在半年度业绩说明会上透露,公司正围绕先进封装散热中介层持续布局,并已形成6英寸、8英寸和12英寸SiC衬底产品体系。随着AI芯片功耗和封装密度继续提升,散热问题开始成为先进封装的重要约束,SiC凭借较高的导热能力和耐高温特性,被视为芯片级热管理的一种新材料方案。


AI芯片功耗继续上升,散热问题已经不只停留在封装内部

过去讨论AI芯片性能,重点更多集中在制程、晶体管数量和互连带宽。现在,功耗开始成为限制芯片性能进一步提升的重要变量。

高算力芯片在高负载运行时会产生大量热量。如果热量不能及时从芯片内部向外传导,结温上升不仅会影响性能,也会增加系统长期运行的不稳定因素。因此,散热路径已经从传统的散热器、风冷或液冷,继续向芯片封装内部延伸。

SiC中介层的价值就在这里。与常规封装材料相比,SiC具备更高的导热能力,可以帮助热量更快从芯片区域传递出去。对先进封装来说,这相当于在热量进入散热器之前,先改善最靠近芯片的一段传热路径。

但芯片封装改善,并不会让PCB层面的热设计变得不重要。恰恰相反,芯片允许承载更高功率后,更多热量和电流会继续向封装基板、PCB和整机散热系统传导。


封装散热增强后,PCB要承接更高功率密度

AI计算板卡上的PCB既承担高速信号传输,也承担供电和热量扩散。

当GPU、加速芯片等器件功耗进入更高区间,PCB电源层需要承载更大的电流,局部铜厚、过孔数量以及热扩散结构都会随之调整。传统FR-4本身的导热能力有限,因此高热流密度区域往往需要借助厚铜、金属基材料、嵌铜结构或其他局部强化方式改善热传导。

这里存在一个容易被忽略的逻辑:芯片封装散热能力提高,不代表PCB散热压力下降,而是可能让系统有能力继续提高芯片功率。

一旦单芯片功耗进一步上升,PCB上的电源输入、供电网络和热量扩散仍然需要同步升级。厚铜板可以降低大电流路径的电阻和温升,铜基、铝基等金属基板则更适合部分高热流密度场景。

因此,SiC中介层解决的是芯片附近的散热瓶颈,PCB解决的则是热量离开封装之后,如何继续在板级和系统级向外传递。


高速信号与高功率正在被压缩到同一块板上

AI硬件热管理的另一个难点,是散热设计不能脱离高速信号单独处理。

高算力板卡通常同时存在高速差分链路、密集BGA器件和大电流供电区域。为了降低损耗,高速信号希望使用低损耗材料、稳定的介质厚度和严格的阻抗控制;而为了提高供电和散热能力,电源区域又可能增加铜厚和金属结构。

这两类要求在制造端并不天然兼容。

铜厚增加会影响线路蚀刻精度,高密度布线又要求更细的线宽线距;局部散热结构变化还可能影响层叠和介质厚度。最终,PCB设计需要同时平衡信号完整性、电源完整性和热可靠性,而不是分别优化三个独立问题。

对于制造企业而言,这类板件的难点也会从单一工艺能力,转向材料、层叠、阻抗、铜厚和热结构之间的整体匹配。


金属基板的价值会更多体现在局部高热场景

SiC材料进入先进封装后,并不会直接替代铜基板、铝基板等PCB散热方案。两者所处的层级不同。

SiC更接近芯片与封装层,解决的是高热流密度下的近芯片散热问题;金属基PCB则更多承担板级热扩散和高功率器件的结构承载。尤其在电源模块、功率控制、散热控制和高功率辅助板卡中,金属基板仍然具备明确的应用空间。

这也解释了为什么AI硬件的发展会同时拉动先进封装材料和PCB热管理技术。

聚多邦目前覆盖铜基板、铝基板及厚铜PCB等制造类型,可根据不同功率密度和结构需求匹配相应材料及铜厚方案。对于高热耗散项目,这类能力更适合放在整体热设计中考虑,与芯片封装、器件布局和散热结构一起评估,而不是单独把“高导热材料”作为解决方案。


AI散热竞争正在向整条热路径延伸

天岳先进布局SiC先进封装散热中介层,反映出的并不只是新材料应用增加,而是AI芯片热设计正在向更靠近芯片的位置延伸。

但真正决定系统能否长期稳定运行的,不会只是某一层材料导热率有多高,而是热量能否顺利经过芯片、封装、载板、PCB和散热系统逐级传递出去。

对PCB产业来说,这种变化带来的价值也不会平均落在所有产品上。厚铜、金属基、高可靠电源板以及兼顾高速与散热的复杂PCB,更可能成为高功率AI硬件中的关键环节。

下一阶段真正值得关注的,已经不是哪一种材料单独解决散热问题,而是谁能把芯片级、封装级和板级热管理连接成一条完整、可制造的热路径。


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