本期封面报道单位 中国科学院微电子研究所

 封面文章 高算力Chiplet的热管理技术研究进展

中文引用格式：冯剑雨,陈钏,曹立强,王启东,付融. 高算力Chiplet的热管理技术研究进展[J]. 电子与封装, 2024, 24(10): 100205 .

随着半导体工艺不断接近物理极限，传统方法难以满足日益增长的算力需求，光罩面积也成为制约因素。芯粒（Chiplet）技术应运而生，通过将多个功能模块（芯粒）集成在一个封装内，为集成电路的发展提供了新的可能性。这一技术在推动人工智能和高性能计算领域的发展中扮演着重要角色。

然而，随着大尺寸高算力Chiplet的应用日益广泛，热管理问题也愈加突出。高功耗、高热密度的Chiplet如果不能有效散热，会导致性能下降甚至芯片损坏。因此，如何高效散热成为后摩尔时代集成电路发展的首要任务。

当前，微通道冷却、射流冷却和浸没式冷却等先进技术在高算力Chiplet的热管理中展现了极大潜力。微通道冷却技术通过在芯片内部设计精密的冷却通道，将冷却液引入核心区域，显著提高了热传导效率。射流冷却则利用高速冷却液流的冲击，快速带走芯片表面的热量，进一步提升散热效果。浸没式冷却让芯片直接浸没在冷却液中，提供了高效且均匀的冷却环境。

此外，为解决芯片内部热点分布不均的问题，研究人员开发了自适应微通道技术和高导热材料的应用。这些方法通过智能调节冷却液流量，确保热点区域得到更有效的冷却，并在冷热源之间建立高效的导热路径，进一步优化了芯片的热管理。

《电子与封装》特邀中国科学院微电子研究所陈钏副研究员等撰写《高算力Chiplet的热管理技术研究进展》，综述了当前Chiplet热管理的关键技术和发展趋势，包括微通道单相冷却、相变冷却、射流冷却、浸没式冷却、热界面材料的选用及多物理场耦合研究等。通过这些技术手段，不仅提升了Chiplet的散热效率，还极大地改善了芯片的可靠性和性能。

综上所述，Chiplet热管理技术的创新不仅解决了高算力芯片的散热难题，还为集成电路的发展提供了强有力的支持。本文对这些技术进行了深入探讨，为关注芯片行业的人士提供了一份详尽的参考，展示了Chiplet技术在后摩尔时代的广阔前景。