AI 晶片燒出 8 千瓦新難題　專家：台灣想維持 7 成散熱市占、須跨足半導體領域

【緯來新聞網】AI 晶片越來越燙！工研院電光所組長王欽宏在論壇上指出，按照台積電最新封裝計畫估算， 下一代模組的封裝面積相當於 14 倍 reticle（傳統單次微影曝光最大光罩面積），裡面整合了 12 顆 GPU 與 20 顆 HBM，單一模組耗電量至少 8,000 瓦，相當於同時開 20 台家用桌機，且這個數字還會繼續往上走。

台灣散熱產業目前掌握全球超過 70％ 市佔率，但現有技術正在碰到天花板，下一代散熱技術需要的能力，跟台灣現有廠商的強項不完全重疊。

液冷冷板只能撐到 2,000 瓦，下一步呢？

現在 AI 伺服器的主流散熱方式是「液冷冷板」，把有水流通過的金屬板貼在晶片上，靠水帶走熱量。但冷板的物理極限大約為 2,000 瓦，超過這個門檻，散熱效率就開始跟不上，而且會拉高資料中心的 PUE（電力使用效率指標，數字越低代表越省電）。德國已立法要求 2026 年後新建資料中心 PUE 須達 1.2 以下， 王欽宏指出，現有冷板技術在面對 3,000 瓦以上的晶片組合很難達標。

下一步是「浸沒式冷卻」，直接把伺服器泡進特殊冷卻液裡，熱從晶片表面直接傳到液體，效率遠高於金屬板間接傳導。王欽宏說明，浸沒式分兩種，單相是冷卻液始終維持液態，靠流動帶走熱量；雙相則讓冷卻液在晶片表面直接沸騰蒸發，就像燒開水、水沸騰時吸收大量熱能，蒸發後冷凝回流，循環帶熱，效率更高。

聯發科銅鑼研發資料中心已率先導入單相浸沒式冷卻做實驗；工研院也與英特爾建立單相浸沒式聯合認證實驗室，協助台灣廠商取得進入新市場的驗證背書。

散熱廠需要跨進半導體地盤！

浸沒式也不是終點。當晶片發熱量衝破 4,300 瓦，冷卻流道的寬度必須縮到 200 微米（0.2 毫米）以下，才能在有限面積內提供足夠散熱，這個精度機械加工做不到，要用半導體微影蝕刻製程來刻。

王欽宏畫出重點，台灣散熱廠過去的強項是銅板金屬加工，但微流道需要半導體製程能力，兩個產業過去幾乎沒有交集，現在必須整合，台灣同時擁有頂尖的半導體製程和散熱製造能力，如果跨域整合做得到，70％ 的市佔可以延續到下一個技術世代；做不到，這個位置就有被切走的風險。

材料也要跟著換。現在冷板幾乎都用銅，但碳化矽（SiC）熱導率比銅高 40％，且可用半導體製程加工，適合做微流道結構；CVD 人工鑽石，也就是用化學製程合成的人工鑽石的熱導率，更是銅的 6 倍，兩者都已進入業界驗證階段。

全球資料中心 2030 年耗電量估計突破 950 兆瓦，其中約 15 用在散熱，散熱效率每提升一點，省下大幅成本，台灣有機會搶下未來散熱市場，但跨域整合不會自動發生。