麥肯錫預(yù)測，到 2030 年，全球數(shù)據(jù)中心需求可能增長兩倍以上，這一增長主要由人工智能的廣泛應(yīng)用驅(qū)動。在此背景下，半導(dǎo)體工程師和制造商通過芯片創(chuàng)新、新材料應(yīng)用及先進(jìn)封裝方案設(shè)計，不斷突破帶寬、速度和效率的極限，成為滿足數(shù)據(jù)中心動態(tài)需求的關(guān)鍵力量。近日，漢高粘合劑技術(shù)事業(yè)部(Henkel)針對半導(dǎo)體制造商開展了一項全球性調(diào)查，旨在探尋行業(yè)如何應(yīng)對當(dāng)前挑戰(zhàn)、規(guī)劃未來技術(shù)，以及背后的核心關(guān)切。

　　調(diào)查覆蓋全球，聚焦行業(yè)核心群體

　　本次調(diào)查覆蓋了廣泛的行業(yè)群體與地區(qū)：從公司規(guī)模看，涵蓋年收入 2.5 億 - 4.99 億美元、5 億 - 10 億美元及 10 億美元以上的企業(yè);從企業(yè)角色而言，包括集成設(shè)備制造商(IDM)、無晶圓廠 / 品牌商、合約制造商 / 代工廠 / OSAT、原始設(shè)備制造商(OEM);受訪者涉及供應(yīng)鏈、工藝開發(fā)、封裝設(shè)計、材料工程等多個職能領(lǐng)域，涵蓋高管、管理層及技術(shù)人員;地理范圍則包括中國及香港地區(qū)、印度、日本、韓國、新加坡、泰國、馬來西亞、印度尼西亞、菲律賓、越南、臺灣地區(qū)、美國、英國、德國、西班牙等。

　　核心發(fā)現(xiàn)：性能與可持續(xù)性成并行優(yōu)先事項

　　調(diào)查結(jié)果顯示，半導(dǎo)體行業(yè)正同時追求兩個長期且不斷演進(jìn)的核心目標(biāo) —— 提升性能與實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，二者并非對立，而是存在協(xié)同效應(yīng)。

　　性能：AI 驅(qū)動下的五大核心需求

　　AI 數(shù)據(jù)中心對半導(dǎo)體性能的要求日益嚴(yán)苛。2023 至 2025 年，AI 芯片年收入預(yù)計將增長近一倍，達(dá)到 920 億美元，未來幾年復(fù)合年增長率(CAGR)預(yù)計在 20%-41% 之間。這種爆發(fā)式增長源于 AI 和高性能計算(HPC)的密集計算需求，而半導(dǎo)體性能提升成為關(guān)鍵支撐。

　　調(diào)查顯示，半導(dǎo)體制造商最關(guān)注的五大性能需求包括：

　　70.8% 的受訪者聚焦高帶寬內(nèi)存(HBM)：AI 工作負(fù)載需要海量數(shù)據(jù)的快速存儲與訪問，HBM 的數(shù)據(jù)傳輸速率達(dá) 1TB / 秒每通道，較傳統(tǒng) DRAM(最高 25.6GB / 秒)提升 3806%，可有效避免數(shù)據(jù)瓶頸。

　　66.7% 致力于提升網(wǎng)絡(luò)速度：AI 應(yīng)用需在分布式服務(wù)器間快速傳輸巨量數(shù)據(jù)，并確保低延遲(如自動駕駛車輛的實(shí)時決策)。3D 堆疊等半導(dǎo)體設(shè)計通過縮短電路路徑，結(jié)合先進(jìn)封裝技術(shù)，可顯著提升數(shù)據(jù)傳輸效率。

　　64.2% 重視熱管理優(yōu)化：高集成度半導(dǎo)體在提升算力的同時會產(chǎn)生更多熱量，除數(shù)據(jù)中心的液冷、風(fēng)冷方案外，半導(dǎo)體設(shè)計中需采用熱界面材料(TIMs)，增強(qiáng)設(shè)備內(nèi)部散熱能力。

　　62.5% 關(guān)注生產(chǎn)成本控制：半導(dǎo)體制造設(shè)備昂貴、工藝復(fù)雜，通過提高生產(chǎn)效率、可靠性及量產(chǎn)良率，可減少浪費(fèi)、降低成本，同時提升可持續(xù)性。

　　61.7% 聚焦更高的集成度與復(fù)雜性：2.5D/3D 先進(jìn)封裝、異構(gòu)集成等設(shè)計可在單芯片上整合更多晶體管，但也帶來了制造挑戰(zhàn)，如處理復(fù)雜精密封裝、更大晶圓和芯片等。

　　可持續(xù)性：貫穿全生命周期的行業(yè)共識

　　可持續(xù)發(fā)展已成為半導(dǎo)體行業(yè)的核心關(guān)切，制造商通過全鏈條優(yōu)化，推動數(shù)據(jù)中心及自身運(yùn)營的綠色轉(zhuǎn)型：

　　能源效率優(yōu)化：從芯片設(shè)計到制造全程聚焦節(jié)能，例如設(shè)計可根據(jù)工作負(fù)載調(diào)整功耗的芯片，降低數(shù)據(jù)中心能源消耗;采用可再生能源，提升制造環(huán)節(jié)能源效率。

　　資源與 waste reduction：通過提高良率減少生產(chǎn)浪費(fèi)，優(yōu)化材料使用;回收利用舊芯片中的寶貴材料，減少原材料消耗;降低制造過程中的水資源使用。

　　全供應(yīng)鏈協(xié)同：選擇環(huán)保原材料，與注重可持續(xù)發(fā)展的企業(yè)合作，從源頭降低環(huán)境影響，構(gòu)建循環(huán)經(jīng)濟(jì)。

　　正如一位受訪者所言：“我們專注于降低半導(dǎo)體生產(chǎn)的環(huán)境影響”，另一位則強(qiáng)調(diào) “減少半導(dǎo)體制造中的材料浪費(fèi)是首要任務(wù)”。

　　解決方案：先進(jìn)封裝與材料技術(shù)成關(guān)鍵

　　面對性能與可持續(xù)性的雙重挑戰(zhàn)，先進(jìn)封裝技術(shù)(如 2.5D/3D 封裝、Chiplet、異構(gòu)集成)與高性能材料成為突破口。這些技術(shù)通過將內(nèi)存、處理器等功能整合到中介層 / 基板上，在提升算力的同時，需依賴精密材料解決方案 —— 如封裝材料、蓋板 / 加強(qiáng)筋粘合劑、熱管理材料等，以確保復(fù)雜結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、抗翹曲和抗裂性，并適配高速度、高精度、高良率的量產(chǎn)流程。

　　未來展望：協(xié)同創(chuàng)新推動行業(yè)突破

　　在 AI 驅(qū)動的新一輪技術(shù)革命中，半導(dǎo)體行業(yè)需持續(xù)突破性能極限，同時深化可持續(xù)實(shí)踐。性能提升與可持續(xù)發(fā)展的協(xié)同，將成為行業(yè)創(chuàng)新的核心動力。漢高表示，將與領(lǐng)先半導(dǎo)體技術(shù)企業(yè)合作，通過先進(jìn)封裝設(shè)計與材料解決方案，助力 AI 數(shù)據(jù)中心需求的可持續(xù)滿足。