加快發展新質生產力丨給晶片散熱這家企業有“凉”方

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摘要:6月11日,在六合產業科技創新港航空航太產業園內,記者看到南京瑞為新材料科技有限公司的多條產線正加速運轉,一件件形狀各异的熱沉片魚貫而出。這個看似不起眼的小方塊,卻是由鑽石原石打造,能解决新一代晶片散熱難題。散熱是晶片發展中的重要問題,如果不能及時散熱,將會嚴重影響晶片效能和壽命。

6月11日,在六合產業科技創新港航空航太產業園內,記者看到南京瑞為新材料科技有限公司的多條產線正加速運轉,一件件形狀各异的熱沉片魚貫而出。這個看似不起眼的小方塊,卻是由鑽石原石打造,能解决新一代晶片散熱難題。

散熱是晶片發展中的重要問題,如果不能及時散熱,將會嚴重影響晶片效能和壽命。“現代晶片功率密度不斷飆升,散熱痛點和熱管理需求愈發明顯,相關產業企業都在加大對科技方案的投入,勢必要發展一套永續的散熱科技方案。”該公司董事長、南京航空航太大學機電學院教授王長瑞為記者展示了公司的第一代產品——晶片熱沉。

一塊平平無奇的金屬板小到米粒大小,大到筆記型電腦那麼大,實際上由金剛石和鋁、銅等資料複合而成,有强大的導熱效能,“當裸晶片被焊接在晶片熱沉上,晶片產生的熱量將會被快速匯出,以確保核心部件能正常工作。”

金剛石是世界上迄今為止導熱效能最好的物質資料,與銅、鋁等金屬複合可以實現高熱導和可調熱膨脹等效能,大幅提升了散熱效能,但科技難度也很大,“金剛石就是鑽石的原石,硬度極高。”王長瑞打了個比方,“金剛石與銅、鋁等金屬之間牢固結合非常困難,就像一滴水滴在荷葉上。”該公司迎難而上,獨創了一種新型制造技術,解决了這一複合材料的製備難題並實現量產,“金剛石/金屬複合材料是第三代電晶體晶片的最新散熱熱沉,現時市場上還沒有同類產品實現量產。比起國內外同類競品,它的成本大幅降低,卻可以將效能提高1.5倍以上。”

憑藉產品獨有的科技優勢,瑞為新材料自2021年12月成立以來,已經與中國電科集團、航太科工等十大軍工企業及民用標杆企業開展合作,現時該公司已完成三輪融資,天使輪由清華無限基金領投,A輪由5G產業基金明智資本領投、清華水木創投跟投,A+輪由毅達資本領投,多家知名機构跟投。

一邊融資一邊投產,企業一直馳騁在發展“快車道”。“2022年公司產值200萬元,2023年1700萬元,今年將達到8000萬元。”王長瑞認為,產值的指數級上漲,一方面來源於先進的科技,另一方面是迫切的市場需求。企業和高校深度融合是加快發展新質生產力的重要路徑,“大學瞄準的是高精尖研究,但企業關注的是需要立刻解决的產業難題,這兩者在過去就像是平行線,沒有實現真正結合。”

2021年,南京航空航太大學攜手南京六合區,簽約共建南航國際創新港。王長瑞找到了創業良機,“我曾在中國電子科技集團公司第十四研究所工作多年,對電子裝備領域全鏈條需求都十分熟悉,所以創業時我們是面向市場需求結合學校前沿技術尋找平衡點。”王長瑞介紹,在企業主導需求基礎上疊加學校資源的創業模式,可以更快縮短產學研週期。比如,公司自主搭建的生產線是不斷優化的,會根據產品需求更新設計,“生產線差不多一週一個樣,接下來我們還要依託南航的機器人科技,將半自動生產線改造成全自動生產線。”

公司忙碌的生產線上,不僅有晶片熱沉,第二代、第三代產品都已經實現量產。記者看到,第二代產品中异面型結構,工藝更加複雜。“在反覆運算的產品中,我們還採用了獨創的製造技術,實現載片和殼體的一體化。”王長瑞介紹,過去晶片都採用二維封裝管道,如今三維封裝漸成趨勢,第三代產品可以更好滿足下一代智慧晶片的複雜需求。

現時該公司所開發的各類高導熱資料已在中電科、中核、航空航太等軍、民用場景中進行充分驗證與批量應用,未來在5G、新能源發電、大功率光電器件、功率電子、IGBT、新能源汽車等領域具備廣闊應用前景,“比如5G電站能耗很大,使用該科技後可以實現24小時工作,且壽命可提高3至5倍。”王長瑞充滿信心地表示,到2026年公司預計產能達到1000萬—1200萬片、營收5億元。“未來,我們不僅要生產製造功能化產品,還將聚焦散熱領域生產更為複雜的封裝集成化產品,通過系統熱設計、結構設計、熱模擬分析、定制開發、綜合熱測試等為晶片散熱問題提供全鏈條的熱管理方案。”

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