当前,高端移动终端处理器在性能持续攀升的同时,功耗与发热问题日益突出。
随着制程节点进一步演进、晶体管密度提高、峰值算力增强,芯片在有限体积内产生的热量更难快速导出。
对手机厂商而言,散热能力不仅决定持续性能释放,也直接影响用户体验与产品可靠性,成为影响旗舰平台竞争力的重要变量。
从产业实践看,移动SoC普遍采用在逻辑芯片(SoC Die)上集成封装内存(DRAM)的方式,以便缩短走线、降低信号延迟并节约封装占地。
然而,这种更紧凑的垂直堆叠与高度集成,也使热量更集中地堆积在核心区域:一方面,逻辑芯片高负载区域的热流密度增加;另一方面,热传导路径受限,热量向上、向外扩散的效率受结构限制。
为应对这一矛盾,厂商近年来在芯片与封装层面不断引入更复杂的散热结构与材料方案。
据韩国媒体报道,三星电子正在开发一项名为FOWLP-SbS的先进封装技术,核心思路是将SoC与封装内存采取“并排”布局。
报道提到,三星最新一代移动平台已在SoC Die上引入散热结构,用以降低热阻;而在SbS方案中,SoC Die与DRAM并排后,上方可覆盖同类散热结构,使散热结构与逻辑芯片的接触面积进一步扩大,从而有望提升热量导出效率。
与此同时,SoC Die与DRAM之间预计通过混合键合等方式实现短间距互联,以在结构调整后维持高速数据传输能力与能效表现。
从原因分析看,推动封装形态变化的背后,既有性能需求,也有终端形态的牵引。
一方面,移动端应用对多任务、影像处理与端侧计算能力的需求提升,要求SoC在更长时间内保持高频运行;另一方面,整机空间受限,传统依靠增加散热材料堆叠或扩大均热板面积的方式,边际收益递减。
封装层面“先降热阻、再稳供电、再保互联”的系统性改造,正成为提升单位体积性能的关键路径。
报道同时指出,FOWLP-SbS还有望降低封装成品厚度,并允许采用更厚的SoC Die与DRAM,这为供电线路设计优化提供了空间,有利于电源完整性与稳定供电需求的提升。
从影响角度看,如果该封装路线成熟落地,可能在三方面形成连锁效应:其一,提升芯片持续性能释放能力,改善长时间高负载场景下的降频与发热体验;其二,为更激进的性能规划提供散热与供电支撑,使芯片在相同整机约束下释放更多系统级能力;其三,带动封装与互联工艺进一步升级,促进从“追求更小更薄”向“薄与强并重、热与电协同”的方向演进。
但需要注意的是,并排布局也意味着封装平面面积占用增加,对于追求极致紧凑布局的传统直板机型而言,整机内部堆叠与器件排布面临新的权衡,可能限制其在部分产品上的优先级。
在对策层面,产业界要推动这类先进封装从概念验证走向规模量产,仍需解决良率、成本与可靠性等问题。
混合键合与短间距互联对工艺一致性要求更高,热循环、跌落冲击、长期老化等可靠性指标也将成为量产门槛。
同时,封装面积增大对主板设计提出更精细的系统协同需求,需在天线布局、摄像模组、散热组件与电池空间之间寻找平衡。
对于终端厂商而言,围绕目标产品形态开展联合设计验证、提前规划热设计与供电架构,将是缩短导入周期、降低试错成本的关键。
就前景判断而言,报道认为该方案可能率先应用于折叠屏产品。
折叠屏对整机厚度更敏感,同时在部分结构区域具备相对充足的平面空间,为“面积换散热、换供电优化”的封装策略提供了落地场景。
若在折叠屏上实现规模化验证,未来不排除向更多高端机型扩展,并与整机散热材料升级、系统级功耗管理协同,形成更完整的高性能移动平台解决方案。
在全球科技巨头竞逐算力巅峰的赛道上,封装技术已成为决定芯片性能的关键变量。
三星电子此次技术探索,既是对物理极限的挑战,也折射出半导体产业从单一制程竞赛向系统级创新的战略转型。
未来移动设备的形态与功能,或将因这类底层技术的突破而迎来全新可能。