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AI芯片TDP破1000W,PCB散热设计正在被重新定义

2026
09/15
本篇文章来自
聚多邦

AI芯片越来越热,散热难题为什么开始传到PCB?

2026年9月,天岳先进在半年度业绩说明会上透露,公司正围绕碳化硅在先进封装散热中介层方向与下游客户协同推进。随着AI芯片算力密度和功耗提升,先进封装面对的散热压力持续增加,具备较高导热能力的SiC开始被探索用于封装内部的热管理。

这件事值得PCB行业关注,并不是因为PCB也要“换成碳化硅”。

真正值得关注的是:过去主要在芯片和散热器之间解决的热,现在正在向封装、PCB乃至整机结构逐级传导。

当一颗芯片产生的热量越来越大,PCB也不能只负责连接和供电,还要参与解决“热怎么出去”的问题。


芯片越来越热,只靠上面的散热器已经不够

传统芯片散热比较容易理解:芯片工作产生热量,再通过散热器、风冷或液冷把热带走。

AI芯片把这个问题放大了。

更多计算单元集中在有限面积内,芯片功耗和热流密度不断提高。如果热量集中在局部区域,即使整机散热能力足够,芯片附近仍可能出现明显温升。

所以,散热设计开始向芯片靠得更近。

SiC散热中介层就是其中一种探索方向。SiC具备较高的导热能力,可以在先进封装内部帮助热量更快传递出去。

散热正在从“给芯片装一个散热器”,变成从芯片内部就开始规划热量往哪里走。

而热量离开封装之后,下一个要经过的重要载体就是PCB。


PCB不只是托住芯片,还要帮它把热带走

过去很多PCB首先考虑的是两件事:线路怎么连接,电怎么送到器件。

到了高功率计算设备,第三个问题变得越来越重要:热怎么散出去?

最直接的办法之一,就是增加铜。

铜既能导电,也能导热。通过增加铜厚、扩大铜面,可以在承担大电流的同时帮助热量扩散。因此,在电源、功率模块等区域,厚铜PCB的应用价值开始提高。

但铜并不是越厚越好。

铜厚增加以后,线路蚀刻控制会变难,内层铜分布差异还可能影响压合填胶和板面平整度。尤其当一块PCB同时存在精细信号线路和大电流区域时,制造难度会进一步增加。

一边要把高速线路做得精细,一边又要把供电和散热区域做得“厚重”,两种需求开始出现在同一块板上。


热量太集中,就给PCB修一条“散热捷径”

如果热量主要集中在某几个高功率器件附近,仅靠普通铜层向四周扩散,有时并不是效率更高的方案。

于是,另一类PCB结构开始受到关注:把高导热材料直接放到发热区域附近。

例如埋嵌铜块。

可以把它理解成在PCB内部增加一条热量传递的“快速通道”。高功率器件产生的热,不必完全依靠普通基材慢慢向外扩散,而是通过铜块更快地传递到散热结构。

这类设计看起来直接,制造却并不简单。

铜块与PCB材料的热膨胀特性不同,尺寸、位置、压合以及结合区域都需要控制。如果同时叠加高多层、高速材料或复杂钻孔,工艺之间还需要相互配合。

聚多邦目前可承接厚铜、金属基、埋嵌铜块以及高频高速等PCB制造需求,这类能力也可以用于高功率计算、电源及其他需要强化局部热管理的研发项目。


从封装到PCB,散热开始变成一条完整路径

SiC散热中介层与铜基板、厚铜PCB并不是互相替代的关系。

它们解决的是不同位置的问题。

封装内部需要尽快把芯片产生的热导出去;PCB需要继续承担热量扩散、大电流供电以及器件连接;再往外,则由均温板、冷板、液冷系统等把热最终带走。

因此,AI算力提高之后,热管理正在从某一个零部件的问题,变成整条系统链路的问题。

这也会改变PCB设计的思路。

过去工程师更多围绕层数、线路和信号考虑PCB,现在还需要同时考虑铜厚、材料、器件位置、散热路径以及板级结构。散热不再是PCB完成之后再解决的问题,而要更早进入设计阶段。


AI散热真正改变的,是PCB开始同时处理“电、信号和热”

天岳先进布局SiC先进封装散热中介层,只是AI热管理技术变化中的一个切口。

更值得PCB行业观察的是,芯片功耗继续提高以后,散热压力正在沿着芯片→封装→PCB→整机冷却系统不断向外传递。

PCB处在其中非常特殊的位置:上面连接高功率芯片,内部传输高速信号,同时还要承担供电。

下一阶段,PCB需要解决的可能不再只是“线路怎么布”,而是高速信号、大电流和高热流密度如何在有限空间内同时存在。

因此,AI算力继续提升之后,厚铜、金属基、埋嵌铜块以及高频高速与散热结构结合的复杂PCB,可能获得更多应用空间。

芯片算得越快,PCB不仅要把信号送得更快,也要想办法把热带得更快。


the end