原標(biāo)題:比國(guó)內(nèi)外同類(lèi)競(jìng)品成本大幅降低,性能提高一點(diǎn)五倍
給芯片散熱,這家企業(yè)有“涼”方
6月11日,在六合產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新港航空航天產(chǎn)業(yè)園內(nèi),記者看到南京瑞為新材料科技有限公司的多條產(chǎn)線(xiàn)正加速運(yùn)轉(zhuǎn),一件件形狀各異的熱沉片魚(yú)貫而出。這個(gè)看似不起眼的小方塊,卻是由鉆石原石打造,能解決新一代芯片散熱難題。
散熱是芯片發(fā)展中的重要問(wèn)題,如果不能及時(shí)散熱,將會(huì)嚴(yán)重影響芯片性能和壽命。“現(xiàn)代芯片功率密度不斷飆升,散熱痛點(diǎn)和熱管理需求愈發(fā)明顯,相關(guān)產(chǎn)業(yè)企業(yè)都在加大對(duì)技術(shù)方案的投入,勢(shì)必要發(fā)展一套可持續(xù)的散熱技術(shù)方案。”該公司董事長(zhǎng)、南京航空航天大學(xué)機(jī)電學(xué)院教授王長(zhǎng)瑞為記者展示了公司的第一代產(chǎn)品——芯片熱沉。
一塊平平無(wú)奇的金屬板小到米粒大小,大到筆記本電腦那么大,實(shí)際上由金剛石和鋁、銅等材料復(fù)合而成,有強(qiáng)大的導(dǎo)熱性能,“當(dāng)裸芯片被焊接在芯片熱沉上,芯片產(chǎn)生的熱量將會(huì)被快速導(dǎo)出,以確保核心部件能正常工作。”
金剛石是世界上迄今為止導(dǎo)熱性能最好的物質(zhì)材料,與銅、鋁等金屬?gòu)?fù)合可以實(shí)現(xiàn)高熱導(dǎo)和可調(diào)熱膨脹等性能,大幅提升了散熱性能,但技術(shù)難度也很大,“金剛石就是鉆石的原石,硬度極高?!蓖蹰L(zhǎng)瑞打了個(gè)比方,“金剛石與銅、鋁等金屬之間牢固結(jié)合非常困難,就像一滴水滴在荷葉上?!痹摴居y而上,獨(dú)創(chuàng)了一種新型制造工藝,解決了這一復(fù)合材料的制備難題并實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),“金剛石/金屬?gòu)?fù)合材料是第三代半導(dǎo)體芯片的最新散熱熱沉,目前市場(chǎng)上還沒(méi)有同類(lèi)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。比起國(guó)內(nèi)外同類(lèi)競(jìng)品,它的成本大幅降低,卻可以將性能提高1.5倍以上。”
憑借產(chǎn)品獨(dú)有的技術(shù)優(yōu)勢(shì),瑞為新材料自2021年12月成立以來(lái),已經(jīng)與中國(guó)電科集團(tuán)、航天科工等十大軍工企業(yè)及民用標(biāo)桿企業(yè)開(kāi)展合作,目前該公司已完成三輪融資,天使輪由清華無(wú)限基金領(lǐng)投,A輪由5G產(chǎn)業(yè)基金明智資本領(lǐng)投、清華水木創(chuàng)投跟投,A+輪由毅達(dá)資本領(lǐng)投,多家知名機(jī)構(gòu)跟投。
一邊融資一邊投產(chǎn),企業(yè)一直馳騁在發(fā)展“快車(chē)道”。“2022年公司產(chǎn)值200萬(wàn)元,2023年1700萬(wàn)元,今年將達(dá)到8000萬(wàn)元?!蓖蹰L(zhǎng)瑞認(rèn)為,產(chǎn)值的指數(shù)級(jí)上漲,一方面來(lái)源于先進(jìn)的技術(shù),另一方面是迫切的市場(chǎng)需求。企業(yè)和高校深度融合是加快發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力的重要路徑,“大學(xué)瞄準(zhǔn)的是高精尖研究,但企業(yè)關(guān)注的是需要立刻解決的產(chǎn)業(yè)難題,這兩者在過(guò)去就像是平行線(xiàn),沒(méi)有實(shí)現(xiàn)真正結(jié)合?!?/p>
2021年,南京航空航天大學(xué)攜手南京六合區(qū),簽約共建南航國(guó)際創(chuàng)新港。王長(zhǎng)瑞找到了創(chuàng)業(yè)良機(jī),“我曾在中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十四研究所工作多年,對(duì)電子裝備領(lǐng)域全鏈條需求都十分熟悉,所以創(chuàng)業(yè)時(shí)我們是面向市場(chǎng)需求結(jié)合學(xué)校前沿技術(shù)尋找平衡點(diǎn)?!蓖蹰L(zhǎng)瑞介紹,在企業(yè)主導(dǎo)需求基礎(chǔ)上疊加學(xué)校資源的創(chuàng)業(yè)模式,可以更快縮短產(chǎn)學(xué)研周期。比如,公司自主搭建的生產(chǎn)線(xiàn)是不斷優(yōu)化的,會(huì)根據(jù)產(chǎn)品需求更新設(shè)計(jì),“生產(chǎn)線(xiàn)差不多一周一個(gè)樣,接下來(lái)我們還要依托南航的機(jī)器人技術(shù),將半自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)改造成全自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)?!?/p>
公司忙碌的生產(chǎn)線(xiàn)上,不僅有芯片熱沉,第二代、第三代產(chǎn)品都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。記者看到,第二代產(chǎn)品中異面型結(jié)構(gòu),工藝更加復(fù)雜?!霸诘漠a(chǎn)品中,我們還采用了獨(dú)創(chuàng)的制造技術(shù),實(shí)現(xiàn)載片和殼體的一體化。”王長(zhǎng)瑞介紹,過(guò)去芯片都采用二維封裝方式,如今三維封裝漸成趨勢(shì),第三代產(chǎn)品可以更好滿(mǎn)足下一代智能芯片的復(fù)雜需求。
目前該公司所開(kāi)發(fā)的各類(lèi)高導(dǎo)熱材料已在中電科、中核、航空航天等軍、民用場(chǎng)景中進(jìn)行充分驗(yàn)證與批量應(yīng)用,未來(lái)在5G、新能源發(fā)電、大功率光電器件、功率電子、IGBT、新能源汽車(chē)等領(lǐng)域具備廣闊應(yīng)用前景,“比如5G電站能耗很大,使用該技術(shù)后可以實(shí)現(xiàn)24小時(shí)工作,且壽命可提高3至5倍。”王長(zhǎng)瑞充滿(mǎn)信心地表示,到2026年公司預(yù)計(jì)產(chǎn)能達(dá)到1000萬(wàn)—1200萬(wàn)片、營(yíng)收5億元?!拔磥?lái),我們不僅要生產(chǎn)制造功能化產(chǎn)品,還將聚焦散熱領(lǐng)域生產(chǎn)更為復(fù)雜的封裝集成化產(chǎn)品,通過(guò)系統(tǒng)熱設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、熱仿真分析、定制開(kāi)發(fā)、綜合熱測(cè)試等為芯片散熱問(wèn)題提供全鏈條的熱管理方案?!?/p>