台积电入局“微流道”散热

台积电启动AI「冷革命」，昨（1）日首度证实，因应AI高能耗与散热问题，将新世代「微流道（Microchannel）」散热技术纳入研发蓝图，并朝与先进封装整合方向推进。

业界指出，微流道散热和现有散热技术最大不同，是让冷却液直接流经芯片，迅速吸收并移除热量，这牵涉到必须要在芯片上挖出让冷却液通过的「渠道」，考验芯片制造与封装厂商，稍有不慎就会使得昂贵的芯片报废。

台积电积极投入新世代微流道散热技术，意味AI芯片算力快速攀升之余，散热已成芯片业与先进封装技术竞赛的下个关键战场。

陈燕铭指出，AI运算效能每年成长五倍，AI推理应用也带动词元（Token）数量倍增，芯片设计除持续推进电晶体微缩，更须透过异质整合提高运算密度。然而，当更多逻辑芯片、高频宽记忆体（HBM）与光学元件整合在单一封装内，供电及散热挑战也随之加剧。

陈燕铭表示，系统协同技术优化（STCO）对新一代AI系统的电源传输、散热与冷却至关重要，而台积电3DFabric平台整合先进制程、SoIC三维芯片堆叠、COUPE矽光子及CoWoS先进封装，可同步提升运算密度、HBM存取速度与传输频宽，并改善多芯片互连、供电及散热效能。

面对AI芯片功耗持续走高，传统由封装外部进行冷却的方式逐渐面临极限，陈燕铭说明，微流道散热技术可藉由在芯片或封装结构内设置微型流体通道，让冷却液更接近热源，有助提高热传效率。

陈燕铭证实，台积电已开始导入相关技术，并规划与封装架构共同开发，显示先进散热将由外部冷却系统进一步深入芯片与封装内部。

CoWoS布局方面，台积电持续扩大封装尺寸及整合能力。他说，台积电可整合24颗HBM、面积大于14倍光罩尺寸的CoWoS版本预计2029年实现。另外，从2024年至2029年，单一CoWoS封装可整合的AI运算电晶体数量将成长逾48倍，HBM频宽规模则增加34倍，凸显散热技术必须同步升级。

台积电并继续强化HBM及矽光子技术，HBM4基础芯片采用N12制程，功耗可降低逾45%、频宽提高2.5倍，下一代产品将进一步采用N3制程。