隨著人工智能（AI）技術(shù)迅速滲透到各個(gè)行業(yè)，高速計(jì)算和大容量存儲(chǔ)器的需求激增。為滿足這一需求，芯片制造商們正越來(lái)越倚重貴使用金屬材料的先進(jìn)封裝技術(shù)。這些“金銀家族”不僅價(jià)格昂貴，還憑借其優(yōu)越的性能在芯片和存儲(chǔ)器封裝中扮演著至關(guān)重要的角色。

這種“重視”源于先進(jìn)制程尺寸的不斷縮小，貴金屬在實(shí)現(xiàn)小線寬、低電阻率、高粘附性和低接觸電阻等方面具有無(wú)可替代的優(yōu)勢(shì)。從21世紀(jì)以來(lái)新增的芯片材料中可以看出，約40種新元素中有90%是貴金屬和過(guò)渡金屬，它們?yōu)樾酒阅艿奶嵘峁┝藦?qiáng)大支撐。

目前，常用在芯片和存儲(chǔ)器封裝中的貴金屬材料主要包括以下幾種：

①金（Au）：

應(yīng)用：金常用于芯片封裝中的鍵合線（wire bonding）、引線框架電鍍和焊接材料。它具有優(yōu)良的導(dǎo)電性、耐腐蝕性和化學(xué)穩(wěn)定性，是高端芯片封裝的首選材料。

特點(diǎn)：導(dǎo)電性能好，耐氧化，適合嚴(yán)苛環(huán)境中的高可靠性應(yīng)用。

②銀（Ag）：

應(yīng)用：銀用于導(dǎo)電膠、電極和反射層等，尤其在光電子器件中作為高效反射材料。

特點(diǎn)：導(dǎo)電率最高，適合需要高導(dǎo)電性和高反射率的場(chǎng)合，但容易氧化，因此常與其他材料合用。

③鈀（Pd）：

應(yīng)用：鈀在多層陶瓷電容器（MLCC）和晶體管封裝中用作電極材料，還用于鍍層以增強(qiáng)抗腐蝕性能。

特點(diǎn)：耐氧化性優(yōu)異，適合高溫應(yīng)用，且成本較金更低。

④鉑（Pt）：

應(yīng)用：鉑常用于高溫穩(wěn)定性要求較高的封裝，如傳感器和特種半導(dǎo)體器件的封裝中。

特點(diǎn)：具有良好的耐高溫和耐腐蝕性，適合極端條件下的應(yīng)用。

⑤銠（Rh）：

應(yīng)用：銠主要用于芯片封裝的電鍍中，尤其在對(duì)抗腐蝕和磨損有高要求的環(huán)境下。

特點(diǎn)：極高的抗腐蝕性和硬度，適合高耐磨和高反射應(yīng)用。

⑥釕（Ru）：

應(yīng)用：釕被廣泛用于作為晶體管柵極的電極材料以及存儲(chǔ)器（如DRAM和MRAM）中。

特點(diǎn)：良好的導(dǎo)電性和耐腐蝕性，同時(shí)具備優(yōu)異的熱穩(wěn)定性。此外，釕薄膜可以極薄而不會(huì)顯著增加電阻，是替代鈷和鉭的新興候選材料。

⑦金錫合金（Au-Sn）：

應(yīng)用：這種合金廣泛用于高可靠性焊接材料，如光電子、MEMS和微波器件等。

特點(diǎn)：低熔點(diǎn)、良好的潤(rùn)濕性和高導(dǎo)熱性，是高精度封裝中常見的選擇。

Au-Sn粉體

貴金屬材料對(duì)AI產(chǎn)業(yè)的助力

之所以貴金屬材料在AI產(chǎn)業(yè)中大放異彩，成為芯片和存儲(chǔ)器的“幕后英雄”，是因?yàn)樗鼈儞碛凶吭降膶?dǎo)電、導(dǎo)熱和耐腐蝕性能。這些獨(dú)特的物理和化學(xué)特性，使它們?cè)诜庋b技術(shù)中占據(jù)了無(wú)可替代的位置，確保了高端電子器件的穩(wěn)定運(yùn)行。接下來(lái)，我們一起來(lái)看看貴金屬材料在這個(gè)領(lǐng)域中究竟有多“硬核”吧：

1、提升計(jì)算速度和效率

隨著AI模型變得越來(lái)越復(fù)雜，對(duì)高速計(jì)算、大數(shù)據(jù)處理和低延遲的需求也在持續(xù)上升。而在高速運(yùn)算場(chǎng)景中，貴金屬的低電阻率特性顯著降低了電能損耗，提升了數(shù)據(jù)傳輸速度。鈀和金等材料在電極、互連線和焊接中的應(yīng)用，可以確保芯片在高頻下穩(wěn)定運(yùn)行，這對(duì)訓(xùn)練大型AI模型和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理至關(guān)重要。

2、改善散熱性能，提升系統(tǒng)穩(wěn)定性

高性能AI芯片在運(yùn)算時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量熱量，散熱成為一大挑戰(zhàn)。貴金屬材料如銀和金具有優(yōu)異的導(dǎo)熱性能，可以有效將熱量傳導(dǎo)至散熱器和封裝外部，從而降低芯片的工作溫度，提升系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性和壽命。

3、增強(qiáng)封裝可靠性，延長(zhǎng)設(shè)備壽命

鉑、鈀和銠等貴金屬以其優(yōu)異的耐腐蝕性和耐高溫性能，在極端環(huán)境下仍能保持高效工作。這對(duì)需要長(zhǎng)時(shí)間高負(fù)荷運(yùn)行的AI系統(tǒng)尤為重要，特別是在自動(dòng)駕駛、工業(yè)自動(dòng)化和數(shù)據(jù)中心等對(duì)可靠性要求極高的應(yīng)用中。

4、支撐先進(jìn)存儲(chǔ)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)

AI技術(shù)不僅需要高性能處理器，還需要大容量、快速響應(yīng)的存儲(chǔ)器。貴金屬材料在存儲(chǔ)器封裝中能提供更好的導(dǎo)電性和抗氧化性，有助于提高存儲(chǔ)器的可靠性和壽命。如釕具有高熔點(diǎn)，硬度大和良好的電導(dǎo)率，使其成為制造高密度存儲(chǔ)芯片的合適材料，有望用于新一代存儲(chǔ)技術(shù)（如MRAM、ReRAM等）的開發(fā)。

5、促進(jìn)微型化和集成化發(fā)展

隨著芯片集成度的提升和制程的微縮，傳統(tǒng)材料難以滿足更小線寬和更高連接精度的需求。貴金屬及其合金材料的應(yīng)用，突破了微型化的技術(shù)瓶頸，使得更小、更快、更智能的AI芯片成為現(xiàn)實(shí)。

總之，貴金屬材料以其獨(dú)特的物理化學(xué)特性，在AI芯片和存儲(chǔ)器封裝中發(fā)揮著無(wú)可替代的作用。未來(lái)，隨著AI技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，對(duì)貴金屬材料的需求必將持續(xù)增長(zhǎng)，為新一代電子器件的性能提升和創(chuàng)新突破提供更強(qiáng)大的支撐。

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