信号连接世界 | 通讯未来先行

        6月25-27日，为期三天的2024上海世界移动通信大会（2024MWC上海）落下帷幕，本届大会以“未来先行（Future First）”为主题，聚焦“超越5G”“人工智能经济”和“数智制造”三大子主题，探讨人工智能、5G连接及智能制造如何塑造全球移动通信行业的创新发展和数字化未来。

此次大会，人工智能大模型可谓百花齐放。厂商们相继在语言交互、图像处理、视频处理、智能工厂、智慧社区和智慧医院等场景推出各家的相关大模型产品；联想等在消费电子领域还特别展示了AIPC/AI手机类产品。得益于算力的显著提升和必要支持，当下的AI复杂模型和算法取得了显著进展，特别是在图像识别、自然语言处理、自动驾驶等领域。

在算力显著上升的背后，是硬件设备功耗和发热量的显著增大，这给电子元器件的稳定工作带来了非常大的威胁，热管理解决方案以及射频信号顺畅传输将逐渐成为行业的研究重点，这也是未来新材料的发展机会。

      芯片的小型化和高度集成化，会导致局部热流密度大幅上升。算力的提升、速度的提高带来巨大的功耗和发热量。制约高算力芯片发展的主要因素之一就是散热能力，同时，射频通讯领域的毫米波信号传输不被影响、不受干扰的透波性能材料需求也逐渐增加。

        芯片制造商比以往任何时候都更关注导热材料和其他能够带走多余热量的技术。芯片散热需要做到“内外兼修”，在降低能耗的同时，还需保障组件的稳定性和寿命。90%以上的热量通过封装从芯片的顶部散发到散热器。热量实际上要经过硅晶片-内部导热材料-CPU金属盖-外部导热材料的几重传导，才能传递到散热器上。在芯片和封装之间，具有高导热性的热界面材料（TIM）可以帮助传递热量。

随着科技的不断发展，人们对计算机和移动设备的需求也在不断增加，现在的芯片的设计都是追求高性能的。人们需要在更快的速度下完成更复杂的任务，这就需要芯片能够提供更多的运行能力。而这种高性能的设计却是要以付出更高的代价，例如消耗更多的电力，引起更多的热量的产生。

高性能必须伴随着高功率，因为能够提供高性能的芯片必须有足够的能源去驱动它们，并支持它们在高速运转期间产生的高温。这样的高功率和高温度不断累积，让芯片产生更多的热量。

芯片老化的原因：

● 逻辑利用率的提升和晶体管密度的增加，导致更大的热量生成和散热困难。

● 热量困在FinFET和GAA FET，缩短了芯片的使用寿命。

● 热循环和热应力：热循环（快速的加热和冷却）影响芯片的结构性和性能。

有效的热管理是应对芯片老化的关键，可以在以下方面进行优化：

● 负载平衡：在芯片内部、芯片之间以及服务器之间进行负载平衡，以均匀分布热量。

● 实时监控和调节。

应策

芯片老化问题将继续成为一个重要的研究方向，需要不断探索新的技术和方法，提高芯片的可靠性和寿命，同时优化数据中心的整体能效和性能。

● 先进封装技术；

● AI驱动的预测和维护；

● 采用先进的热管理技术。

● 热模型和仿真；

● 定制化冷却方案；

建立芯片老化地图，根据实际工作负载和温度情况，动态调整芯片的工作状态和冷却方案。
 

● 在芯片内布置密集的传感器网络；

● 针对遗留基础设施进行升级和改造；

小结

芯片老化问题对数据中心的影响深远，从热管理到数据处理需求，再到威廉希尔官方网站 板内监测，每个环节都需要精细化管理和优化。通过先进热管理技术、老化分析和预测、预防性维护以及基础设施优化，有效应对芯片老化带来的挑战。