近日,芯片封装级散热产品——均温盖板(Vapor Chamber Lid,VC-Lid)的研发企业中山市仲德科技有限公司(以下简称“仲德科技”)完成千万级天使轮融资,本轮由东莞智汇创富电子科技有限公司(简称“东莞智富”)和海南望众股权私募基金管理有限公司(简称“望众投资”)联合投资,资金主要用于技术研发及中试线的建设,企业也将力主成为高阶芯片封装用VC-Lid行业的第一品牌以及服务器散热模组用均温板(Vapor Chamber,VC)行业的重要厂商。独木资本在本轮融资中提供独家财务顾问服务。
VC是一种内壁具有毛细结构的真空密封器件,一般都使用导热系数较高的铜来制备,并在内部抽真空并注入工作介质(通常都是纯水,在类真空环境下沸点为20-30度)。VC的工作原理与热管相同,都是在真空的腔体内完成,通过工作介质相变来快速传导热量。不同的地方在于热管的热量传输路径是一维的,传递方向单一。而VC的热量传输路径是二维的,热量可以向多个水平方向传导。在常见的风冷散热模组中,热板和热管一般组合出现,由均热板接触发热源,由热管纵向传导至风扇。
以CPU散热模组为例,CPU与均热板直接接触,处理器运行时产生的热量被传导到VC的蒸发端,内部的冷却液会迅速吸收这些热量气化。因吸收了热量迅速膨胀,蒸汽从VC中的高压区向低压区移动,蒸汽向低压区移动的过程中,接触到温度较低的内壁时会迅速凝结释放热量,再借助腔体内壁的毛细作用回流到蒸发端。上述循环可以把CPU芯片产生的热量快速传导至风扇侧和水冷板。
目前VC已广泛应用于电子设备、电子信息产品、新能源汽车、工业生产、家用电器及军事中的高热流密度器件中,已集成至消费级显卡、服务器散热模组、通信基站天线散热等产品当中,领先企业包括台湾健策精密、尼得科超众以及苏州天脉等。但现有的VC均采用高温烧结的制造工艺,材料退火软化严重影响产品的结构强度,无法达到芯片封装的工艺要求。
近几年,随着芯片先进封装技术持续迭代与规模化应用,在SiP、2.5D/3D封装市场占比逐步提高,以及持续升温的Chiplet芯粒技术的也将规模化应用情况下,高阶芯片功率也在持续攀升。像英特尔2023年1月发布的Sapphire Rapids第四代至强CPU的热设计功耗(TDP)已突破350瓦,英伟达2023年2月发布的H100型号SXM版GPU的TDP达到700W,高阶芯片的功耗数值越来越大。封装后的芯片如何做到散热既要快、又要均温,是目前芯片领域在重点讨论的话题。高阶芯片的热量90%左右通过其上部封装散发到散热器,目前普遍采用实心铜质盖板封装,先进封装技术的使用又导致芯片封装体内的温度场呈现三维非稳态特征,实心铜质盖板的传热及均温能力有限,芯片受热应力破坏的风险骤增。近年来,人工智能浪潮兴起、新能源汽车普及等带动CPU、GPU以及IGBT功率半导体等高阶芯片的出货量持续增长,2022年全球CPU和GPU芯片累计出货量在7亿颗左右,潜在市场规模35-40亿美元。芯片级的散热已经成为高端芯片应用中急需要解决的问题。
VC因其卓越的传热及均温性能,被半导体行业视为新一代高阶芯片封装盖板的首选,国际头部半导体企业Intel、AMD、ASE、Amkor等均在布局研发VC Lid。在今年5月份的IEEE 73rd Electronic Components and Technologies Conference上,Amkor向外界展示了“Package Integrated Vapor Chamber Heat Spreaders”(即VC Lid)的研究成果:封装体60*60mm,die尺寸25*25mm,功率125W,在不改变界面材料和散热模组配置,仅用VC-Lid替换铜盖板的情况下,VC Lid较铜盖板可将芯片温度再降低5-13℃,可以进一步降低风冷散热模组还是水冷模组的实际功耗。
不同于传统的高温铜粉烧结或铜网烧结的工艺,仲德科技采用电化学沉积技术路线来制造VC吸液芯,以自研的“原子堆垛毛细结构”技术为基础开发了新一代VC制程,研制出全球首款高结构强度VC,以及全球第一块高阶芯片封装用高结构强度VC-Lid。在制造工艺方面仲德科技实现了巨大突破,从原来烧结工艺的30道工序缩短到了14道工序,工序时长的缩短也很好的保留了材料结构的强度。目前仲德科技研发产品,在客户的实际测试结果反馈中显示,比同类竞品在结构强度、传热性能以及散热均温方面都具备了非常明显的优势。
仲德科技的核心团队来自中国科学技术大学、美国德州大学、南昌航空大学等院校,在化学增减材制造、金属材料表面处理技术、VC制程开发及量产工艺等方面具有多年的研发经验。
仲德科技的VC-Lid已陆续向国际头部半导体企业以及国内头部封测企业、半导体相关企业送样验证。本次融资,仲德科技也将建设自有的中试线,加快产品的开发,并争取尽快实现小批量的生产。
仲德科技天使轮的投资方东莞智富为产业投资人,是散热模组领域的领先企业,位列广东省制造企业500强的348位,在表面处理、热传开发领域具有30余年的行业经验,核心客户包括Intel、Amazon、浪潮、中兴通讯等。东莞智富战略投资仲德科技,非常看好其在芯片封装级VC lid的研发能力,以及高结构强度VC在服务器散热模组中的成本优势,未来双方会在应用及市场方面形成战略合作。
联合投资方望众投资是一家专注于半导体及先进制造领域的新锐投资机构,在芯片设计、半导体设备及核心功能部件、精密制造装备及新材料领域布局了感臻智能、芯茂微、广芯电子、联盛德、魔视智能、上达电子、聚克流体、钶锐锶数控等一系列企业,参与投资仲德科技是看好仲德科技的VC-Lid产品在高阶芯片封装领域的巨大应用潜力。