全面掌握芯片散热设计基本概念-Ameya360 electronic components purchasing network

全面掌握芯片散热设计基本概念

Release time：2025-04-18

author：AMYEA360

source：网络

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　　一般用符号θ来表示热阻。热阻的单位为℃/W。除非另有说明，热阻指热量在从热IC结点传导至环境空气时遇到的阻力。也可更具体地表示为θJA，即结至环境热阻。θJC和θCA是θ的两种其他形式，详见下文。

　　一般地，热阻θ等于100℃/W的器件在1W功耗下将表现出100℃的温差，该值在两个参照点之间测得。请注意，这是一种线性关系，因此，在该器件中，1 W的功耗将产生100℃的温差。再者对于热阻θ=95℃/W，因此，1.3 W的功耗将产生大约124℃结至环境温差。当然，预测内部温度时使用的正是这种温度的上升，其目的是判断设计的热可靠性。当环境温度为25°C时，允许约150℃的内部结温。实际上，多数环境温度都在25℃以上，因此，可以处理的功耗会稍低。

　　对于任意功耗P(单位：W)，都可以用以下等式来计算有效温差(ΔT)(单位：℃)：

　　ΔT = P ×θ

　　其中，θ为总适用热阻。下图总结了一些基本的热关系。

全面掌握芯片散热设计基本概念

请注意，串行热阻(如右侧的两个热阻)模拟的是一个器件可能遇到的总热阻路径。因此，在计算时，总θ为两个热阻之和，即θJA = θJC + θCA。给定环境温度TA、P和θ，即可算出TJ。根据图中所示关系，要维持一个低的TJ，必须使θ或功耗(或者二者同时)较低。低ΔT是延长半导体寿命的关键，因为，低ΔT可以降低最大结温。

　　在IC中，一个温度参照点始终是器件的一个节点，即工作于给定封装中的芯片内部最热的点。其他相关参照点为TC(器件)或TA(周围空气)。结果又引出了前面提到的各个热阻，即θJC和θJA。

　　先来看看最简单的情况，θJA为在给定器件的结与环境空气之间测得的热阻。该热阻通常适用于小型、功耗相对较低的IC(如运算放大器)，其功耗往往为1W或以下。一般而言，对于8引脚DIP塑封或者更优秀的SOIC封装，运算放大器以及其他小型器件的典型θJA值处于90-100°C/W水平。

　　需要明确的是，这些热阻在很大程度上取决于封装，因为不同的材料拥有不同水平的导热性。一般而言，导体的热阻类似于电阻，铜最好，其次是铝、钢等。因此，铜引脚架构封装具有最高的性能，即最低的θ。

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WSTS发布全球芯片公司TOP20

　　据世界半导体技术协会(WSTS)预测，2025年全球半导体市场规模将达到7920亿美元。2025年较2024年增长25.6%，是自2021年(增幅为26.2%)以来最强劲的增长。　　人工智能(AI)的蓬勃发展是推动增长的主要动力，其中英伟达(Nvidia)的营收增长高达65%。三星、SK海力士、美光科技、铠侠和闪迪等主要存储器厂商均表示，人工智能是其营收增长的主要驱动力，推动了它们整体29%的营收增长。　　各内存厂商对2026年第一季度营收与2025年第四季度相比的变化预期不一。三家给出业绩指引的内存厂商预计2026年第一季度营收将大幅增长，其中美光预计增长37%，闪迪预计增长52%，铠侠预计增长64%。英伟达预计人工智能将推动营收增长14%。另有四家厂商预计，基于工业市场复苏和人工智能持续强劲的发展势头，营收将增长2%至11%。AMD、恩智浦半导体、意法半导体和安森美半导体则预计营收将下降，主要受季节性因素影响。　　人工智能领域巨大的内存需求导致其他应用领域内存短缺。英特尔预计，由于个人电脑内存短缺，其2026年第一季度营收将比2025年第四季度下降11%。高通和联发科也均指出，智能手机内存短缺是导致其营收预计下降的原因。　　去年 12 月，IDC 指出，内存短缺可能会导致 2026 年智能手机和 PC 的出货量下降。　　因此，如果人工智能在 2026 年继续保持强劲增长，那么依赖智能手机和个人电脑市场的半导体公司在 2026 年可能会面临收入下降。　　一年前，没有人预料到人工智能的需求会在2025年推动半导体市场增长25.6%。半导体情报公司(Semiconductor Intelligence)设立了一个虚拟奖项，表彰年度最准确的半导体市场预测。评选标准为上一年10月至今年3月初WSTS 1月数据发布期间公开发布的预测数据。最终，IDC凭借15%的增长率荣获2025年最佳预测奖。其他几家预测机构的预测值则在12%至14%之间。　　展望2026年，近期预测分为两组。较低预测组中，Cowan LRA模型(基于历史收入趋势)预测为9.5%，Future Horizons预测为12%。较高预测组中，RCD Advisors预测为23%，WSTS预测为26.3%，Semiconductor Intelligence预测为30%。　　半导体情报公司认为，人工智能的强劲增长势头至少会持续到2026年上半年。预计2025年第三季度和第四季度半导体市场将分别增长16%和14%，加上2026年第一季度的强劲增长，几乎可以保证2026年全年增长率超过20%。即使内存短缺会影响智能手机和个人电脑市场，蓬勃发展的人工智能市场以及工业和汽车市场的相对稳定仍将继续推动2026年半导体市场的增长。

2026-02-28 14:42 reading：384

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