AI晶片長大　均熱片面積增3倍

AI伺服器晶片變大又變重，關鍵零組件也須改變。符世旻攝（資料照）

AI需要算力，帶動晶片效能提升，也連帶引發相關機構件設計製程與材料的新潮流，比如處理器均熱片、伺服器機殼，都跟著演進。

均熱片業者指出，AI晶片效能提升，面積擴大，均熱片面積也需放大，強化結構的角色也更重要。機殼業者亦指出，AI晶片的GPU模組體積更大且更重，伺服器機箱材質與製程，都須配合才能支撐其所需強度。

均熱片與晶片封裝息息相關，台灣均熱片龍頭健策總經理林錦隆指出，過去處理器所需要的均熱片面積在30mmx30mm，如今晶片廠強化運算速度，包括置入更多記憶體，裸晶（die）數量大幅提升，其面積也擴大至60mmx60mm。

隨著晶片面積擴大，上面覆蓋的均熱片面積也跟著擴大，帶動產品平均單價提升，且不只面積擴大，厚度也須提升，因為均熱片在強化結構的角色更吃重，一方面避免上方的散熱鰭片（heat sink）壓到下方的晶片，一方面也需要避免基板變形。

林錦隆指出，均熱片有兩大用途，一為散熱，二為保護晶片，晶片面積擴大的同時也更脆弱，凸顯均熱片在強化結構的角色，因應此變化，不只面積擴大，厚度也要增加，從過去0.6mm，現在已經到2.5mm，有的產品更達到3mm。

因應AI晶片設計，均熱片不只規格改變，變大又變厚，材質也在轉變，過去均熱片都以銅為主，因為銅的熱導率高達401W/m.K，比金、鋁都高，僅次於銀，然如今均熱片材質已朝不鏽鋼邁進，而不鏽鋼的硬度高，加工不易，再次提高均熱片廠商的技術門檻。

林錦隆指出，從AI持續強化算力的趨勢來看，均熱片的面積與厚度提升將是大勢所趨，此不僅會讓用料更多，且製程更複雜，對均熱片廠來說，產品單價提升，毛利結構也將更佳，只是AI晶片初期出貨有限，後續需視客戶銷售動能而定。

ChatGPT爆紅之後，各界對AI興趣大幅提高，已成為新一波的軍備競賽，雲端大廠無不卯足全力提高AI算力，無奈在僧多粥少下，NVIDIA的GPU大缺貨，伺服器業界預估，要到2024年才有機會舒緩，不過目前包括超微（AMD）、英特爾（Intel）都在積極投入，AI伺服器下半年拉升可期。

伺服器廠諸如廣達、緯穎、英業達、神達等都表示，下半年AI伺服器出貨量將明顯拉升，屆時也會進一步帶動健策等均熱片廠的出貨，林錦隆表示，下半年AI相關處理器均熱片將會倍增，期待2024年相關營收能夠從個位數拉高至10%左右。

此外，因應晶片散熱需求急劇拉升，健策也推出新款的均熱片，搭載VC功能，藉此可加速散熱速度，效能提升20%，也等於進一步擴大AI晶片的算力。據悉，此方案健策已經推動3年，客戶已從觀望轉為嘗試導入，朝量產更進一步。

AI算力提升，不只晶片面積擴大，整個晶片組的面積與重量也都提升，對伺服器機殼的承重力會是考驗，也連帶讓機殼設計跟著變化。伺服器機殼大廠勤誠指出，傳統的GPU卡不需要獨立的散熱模組，卡片重量僅100~200公克，重一點是300~500公克，多數採用1U或2U機箱。

然AI伺服器的GPU模組重量都達上千克，且是多個疊加，對於機殼本身的承重能力與強度，都是一大考驗。因此AI伺服器的機箱，不論是重量、厚度、材質與製程，都需要重新設計，增加其強度，同時也須兼顧成本與ESG環保等條件要求。

責任編輯：游允彤