据市场传言,英伟达正积极探索将12英寸碳化硅(SiC)晶圆应用于先进封装技术,以应对AI芯片日益严重的散热问题并提升整体性能。
英伟达的AI芯片(如H100、H200)目前采用台积电的CoWoS先进封装技术,通过硅中介层实现多个芯片与高带宽内存(HBM)的集成。然而,随着算力需求的提升,芯片功耗和发热问题愈发突出。例如,H100的峰值功耗已超过700W,而HBM堆叠层数的增加进一步加剧了散热压力。传统硅中介层的热导率已难以满足需求,而SiC材料的热导率是硅的2-3倍,因此被视为理想的替代材料。
英伟达计划在下一代Rubin处理器的CoWoS封装中,逐步采用SiC中介层替代硅基材料。SiC不仅能显著提升散热效率,还可以通过优化布线密度和缩短互连长度,从而进一步提高芯片性能并推动小型化发展。不过,该技术目前仍处于研发阶段。第一代Rubin GPU预计仍将使用硅中介层,但台积电已联合设备厂商开发配套的激光切割设备,预计最晚到2027年,SiC将正式进入量产阶段。
与此同时,12英寸SiC衬底的量产能力正快速提升。中国企业如天科合达、晶盛机电已实现12英寸N型4H-SiC衬底的量产,日本DISCO的激光切割设备和应用材料公司的工艺支持也为技术落地提供了保障。尽管目前12英寸SiC衬底价格高达2万美元/片,但随着规模化生产,成本有望降至8000元人民币以内。
摩根士丹利预测,到2025年,全球CoWoS封装需求将大幅增长,而SiC中介层的应用将成为关键差异化因素。尽管AMD在先进封装领域(如MI300X的3.5D封装)已取得技术突破,但尚未明确提及SiC中介层的应用。英伟达的技术转向可能进一步巩固其在高端AI芯片市场的竞争优势。