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《專訪》晶圓液冷散熱技術高門檻 雙鴻半導體佈局開始收割(3-2)
【時報記者張漢綺台北報導】雙鴻(3324)董事長林育申專訪(3-2)：
二，散熱廠欲切入半導體領域，有那些技術門檻？目前雙鴻(3324)在半導體領域擁有那些成果？
答：半導體晶圓散熱有很多技術，由於液冷就是怕漏，主要技術門檻在於如何設計將Wafer(晶圓)及Cold plate緊密結合防止滲漏維持正常運轉，且3D封裝是一層一層往上堆疊，熱堆積在裡面，如何讓水冷液滲進去就是一個難度，以及避免液體從頭流到尾持續加熱，導致排最後的晶片過熱，達到均勻散熱也是很困難的地方。
由於雙鴻氣冷技術在業界算做得很好，晶圓代工大廠因製程遇到晶圓過熱問題找上我們，一開始是合作氣冷，後來有液冷需求，而我們於2012年向IBM技轉液冷技術，之後再發展出自己的技術，所以開始進行晶圓散熱合作，目前我們針對晶圓代工大廠需求，配合半導體廠晶圓製程引導水冷液設計，在晶圓上Cold plate設計特殊流道結構，確保晶圓上晶片能夠均勻獲得同樣的溫度，達到大範圍散熱效果；至於3D封裝廠所評估「兩相流均溫板」的VC(Vapor Chamber)，我們也一直在參與開發。
另一個趨勢是半導體廠指定認證，由於過去熱瓦數低，伺服器或資料庫中心等產品設計多仰賴系統廠，不過，隨著各式電子產品瓦數愈來愈高，系統廠看到熱問題再來解決壓力很大，最好晶片廠可以提供Reference design(參考設計)，加上各品牌廠為因應不同需求，資料庫中心等產品都有自己比較獨特設計，甚至為自己特殊型態、設計開發自己的晶片及解決方案，因此晶片廠為了賣產品，會先做一些Reference design，並買一些解決方案，品牌廠會先跟晶片廠(晶圓廠)合作設計，再根據他們應用與ODM廠和OEM廠談產品設備生產，這是生態鏈議題，經過多年努力我們已成為生態鏈的一環。
目前國際半導體廠跟我們都有或多或少的合作，尤其是最難解HPC晶片，雙鴻已成Intel、AMD、Broadcom等半導體廠HPC晶片散熱解決方案首選合作廠，成為他們主要供應商，公司近期亦正式通過Intel新一代伺服器平台Eagle Stream認證，與AMD一樣、列為Intel參考設計，透過了解未來晶片趨勢，可以提供半導體廠應用需求的散熱解決方案。
三，半導體與資料庫中心開始採用液冷技術，兩者技術有何差異？
答：目前液冷散熱有兩種方式在競爭，一種是Open Loop Rack(開放迴路式機櫃液冷)，也就是大型資料庫中心成千上百台立式機櫃(Rack)，每台立式機櫃透過核心設備CDU(流量控制單元)進行內部循環，將冷卻液體供應到每一層伺服器對半導體晶片進行冷卻讓水在一個個機櫃(Rack)中形成內循環將熱量帶走變成熱液體，再連結到回到CDU將熱量移轉到大型資料中心廠區外部循環管路散熱；另一種是immersion Liquid cooling將Rack立式機櫃變成Tank(腔體)臥式機櫃放進介電液冷桶，伺服器上半導體晶片直接把熱源傳遞給介電液，其熱量一樣都是透過CDU傳遞到外部循環管路散熱，再將熱量透過液體傳導至另一機器散熱，每一層伺服器都透過類似「泡冷泉」概念來進行浸泡式液冷散熱；其中Open Loop Rack Liquid cooling優點是可以透過感測器快速精準反應某個機櫃溫度變化，再藉由CDU液冷內循環適時調整液體供應量和溫度調節晶片散熱，而浸泡式則是均溫的概念。
長期來看，兩種散熱可能都會用，我們也是兩種技術都有，但水冷散熱可靠度很重要，浸泡式散熱除了不能滲漏，水冷液對零組件的腐蝕性也是問題，而且浸泡式散熱因是放在介電液水槽內，熱量停留在桶內，熱阻值可能更高，散熱表面積還是維持在原來狀況，並未像Open Loop Rack liquid cooling即時把熱傳出去。儘管均溫板貼在晶片會有很大的熱阻，一直是電子業難以解決的問題，但過去晶圓製程多是單晶片，瓦數不高，晶圓產出後直接切割、貼上均溫片封裝，現在Wafer則是由多顆晶片組成大晶片，且3D封裝為堆疊式，熱積在裡面導不出來，平均熱密度較過去高很多，因而嘗試改用水冷板(Cold plate)，在晶圓封裝完時放上水冷板直接做散熱。(3-2)
