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HBM散热技术从TIM到微流道主动冷却.docx
资料介绍
HBM散热技术：从TIM到微流道主动冷却
摘要
随着HBM堆叠层数从8层向16层、20层演进，以及AI加速器功耗突破1000W，HBM的散热管理已成为决定产品性能和可靠性的关键因素。HBM4E通过Advanced MR-MUF技术将热阻降低17%，HBM5计划进一步采用微流道主动冷却方案。本文从HBM的热源分布、封装级散热技术、系统级散热方案以及未来散热技术趋势等维度，系统分析HBM散热技术的演进路径与创新突破。
一、引言：HBM的散热挑战
HBM的散热面临以下核心挑战：
1. 高密度热源：HBM堆叠体中，多层DRAM芯片紧密堆叠，热源密度极高
2. 垂直热阻累积：堆叠层数越多，从底层芯片到顶部散热界面的热阻越大
3. 功率密度增长：HBM4E的功耗较HBM4增加，但封装尺寸基本不变
4. 与GPU的耦合热：HBM紧邻AI加速器，加速器的高温影响HBM散热
二、HBM热源分析
2.1 热源分布
HBM堆叠体中的主要热源包括：
· DRAM芯片：读写操作时存储单元和外围电路产生的热量
· Base Die：高速接口电路和控制器产生的热量
· TSV互连：信号传输过程中的焦耳热
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