SEMICON Taiwan：創浦展示次世代AI晶片整合式冷卻技術

全球半導體關鍵設備供應商創浦（TRUMPF）今日宣布將於國際半導體展 (SEMICON Taiwan) 首度展示一項全新的超短脈衝雷射應用，可實現 AI 晶片內部整合式冷卻系統的工業化生產。這也是創浦因應AI晶片追求兼具更小、更強及更省電所推出一項全新應用技術。

創浦雷射技術部門全球半導體與微電子業務發展經理Cathrin Conrad今日在媒體發表會中表示：「散熱將成為未來AI處理器發展的主要瓶頸之一。若沒有新的冷卻概念，未來對運算效能的要求將難以實現。我們的超短脈衝雷射可在兼顧成本效益的前提下，實現相關微結構的工業化量產。」

透過這項全新的雷射應用，晶片製造商可將冷卻結構靈活整合至晶片堆疊內部。該製程適用於多種材料，包括碳化矽及鑽石等高導熱材料。

她並這項技術應會導入應用在先進封裝，主要用於3D晶片（3D IC）堆疊。她表示，業界對3D晶片堆疊何時大規模出現仍有不同預期，但依目前判斷，最快從2028年開始，可以看到第一批冷卻微結構導入3D晶片堆疊。

Conrad解釋說，為了在有限空間內實現更高運算效能，半導體產業正積極採用先進封裝技術，透過晶片堆疊與高密度互連架構提升系統效能。然而，隨著熱源逐漸集中於晶片堆疊內部，傳統冷卻方式，例如針對伺服器機櫃或整體資料中心進行冷卻，已難以有效移除晶片內部產生的熱量。因此，領先半導體製造商已陸續將新型晶片冷卻方案納入技術藍圖，包括微流體冷卻與均熱層等技術。這些方案的核心概念是在封裝內部整合極為精細的冷卻結構，於熱量產生的位置附近直接進行冷卻，以提升散熱效率。

為實現這類冷卻方案，半導體製造商必須在碳化矽等材料中加工相關微結構。碳化矽廣泛應用於先進半導體領域，並具備優異的導熱能力。然而，由於碳化矽硬度極高，加上所需冷卻結構尺寸極為微小，傳統蝕刻製程在加工上面臨重大挑戰。

創浦超短脈衝雷射技術為上述挑戰提供了新的解決方案。Conrad表示：「我們技術的關鍵優勢在於高雷射功率、光束整形技術以及多年累積的應用經驗。正是這些能力的結合，使晶片堆疊內整合式冷卻系統的工業化生產成為可能。」