日本ガイシ(NGK Insulators)在 2026 年 9 月 9 日至 11 日于日本举行的一场技术展会上,展示了一系列面向下一代半导体的陶瓷封装材料,重点关注人工智能系统中日益明显的两个问题:散热和保持高速信号质量。
这些技术面世之际,人工智能设计正转向使用更大芯片,以及在包括 chiplet 架构在内的单元之间实现更高复杂度的互连。在这些环境中,仅提升芯片本身的性能并不足够;封装材料的特性,例如导热性、热膨胀系数和信号损耗,正成为影响系统稳定性和组件集成密度的因素。
用于应对散热问题的氮化铝基板
日本ガイシ展示了一种用于支持 300 毫米或更大尺寸晶圆或基板的氮化铝基板。该材料公布的热导率为每米开尔文 170 瓦,而热膨胀系数达到每开尔文 4.9 ppm,这一数值接近硅的热膨胀系数。
这种接近有助于减少芯片与封装材料之间因膨胀差异而产生的应力,尤其是在运行和温度变化期间。根据展示内容,该公司还计划将这种材料用于需要更高散热能力的工艺,同时应对尺寸增大所带来的制造精度和表面质量相关挑战。
共封装光学 CPO
展品还包括用于共封装光学(CPO)应用的陶瓷封装。在这种应用中,硅光子电路被集成在处理组件附近,而不是与主封装分开。该封装兼具高导热性和低信号损耗,这两个因素在高速数据传输时十分重要。
日本ガイシ参与了一项旨在开发数据中心组件和系统的产业研究项目,并在这一背景下提出了有源光封装(AOP)概念。该设计将硅光子电路集成到陶瓷封装内部,同时采用聚合物 fan-out 结构,以及连接电路与光纤的光学耦合方式,其中包括精密光学组件。
为什么这则消息重要?
这些展品传达的实际信息是,人工智能的发展正在像挤压处理器架构一样挤压封装层。更高的功率密度提高了对高效传热材料的需求,而向光互连和互联芯片的转变,则使封装材料的电气和光学特性成为性能方程的一部分。
不过,此次展示尚不能证明这些解决方案已经实现大规模商业采用或作为标准产品供应。来源也未提供价格、生产计划或客户名称。因此,目前这项进展的价值仍处于材料和封装技术层面,即为满足人工智能系统和数据中心的要求进行准备,而不是宣布一个已经完成的商业平台。