AI芯片散热与系统集成设计

📚 共计 30 章节
01
AI芯片热源解析
GPU/NPU/TPU功耗密度分布、热点识别、动态与静态功耗热效应差异
热源功耗
02
热传导基础
傅里叶定律、热阻网络、结温与壳温计算方法
热阻结温
03
散热材料选型
导热硅脂、垫片、相变材料、TIM性能对比与选型指南
TIM导热
04
风冷散热设计
散热器鳍片、热管均温板、风扇选型与风道、系统阻抗
风冷热管
05
液冷散热系统
冷板式/浸没式/直接-to-芯片液冷、冷却液与管路设计
液冷冷板
06
热电制冷 (TEC)
帕尔贴效应、TEC选型与COP、局部热点应用
TEC热电
07
热仿真与CFD基础
Fluent/Flotherm/Icepak、网格划分、边界条件
CFD仿真
08
热测试与验证
热电偶/红外热像仪、JEDEC热阻测试、温升实验
测试JEDEC
09
芯片封装热管理
FCBGA/FCCSP/2.5D/3D封装热路径、TSV与微通道
封装TSV
10
PCB热设计
铜厚/走线宽度、热过孔、叠层结构热导率优化
PCB热过孔
11
系统级热架构
芯片到系统热流、机箱散热、进/出风口布局
系统风道
12
功耗管理技术
DVFS、时钟门控、电源门控、TDP与Tj控制
DVFSTDP
13
热传感器与监控
片上热二极管、热敏电阻、数字传感器、I2C/SMBus
传感器I2C
14
动态热管理 (DTM)
降频策略、任务调度、PID温控算法
DTMPID
15
AI芯片供电系统
VRM设计、多相供电、电感电容对散热影响
VRM供电
16
信号完整性(SI)与散热协同
高速布线影响、散热孔对回流路径干扰
SI回流
17
电磁兼容(EMC)与散热
散热器接地、屏蔽罩开孔、EMI与热设计平衡
EMC屏蔽
18
结构设计
Socket/BGA固定、扣具压力、TIM压缩率控制
结构扣具
19
可靠性工程
热循环/冲击、焊点疲劳、加速寿命试验(ALT)
可靠性ALT
20
散热成本分析
风冷vs液冷vsTEC成本对比、TCO模型
成本TCO
21
边缘AI设备散热
无风扇设计、自然对流、外壳散热与热耦合
边缘无风扇
22
数据中心AI集群散热
冷热通道、行级冷却、背门换热器、液冷机柜
数据中心液冷
23
车规级AI芯片散热
AEC-Q100热要求、车载温度、振动与散热结合
车规AEC
24
AI芯片TDP定义
TDP测量方法、典型值与实际功耗、散热余量设计
TDP余量
25
TIM应用工艺
涂布厚度、气泡排除、固化工艺与返修方法
TIM工艺
26
均温板(VC)与热管设计
毛细力/重力影响、工作流体、性能边界
VC热管
27
微通道散热
硅基微通道、歧管式、两相流冷却、CHF
微通道两相流
28
AI芯片异构集成散热
Chiplet热串扰、中介层热管理、硅桥散热
异构Chiplet
29
热管理软件与算法
温度预测、机器学习、数字孪生热监控
算法数字孪生
30
未来散热技术展望
金刚石衬底、石墨烯、3D打印散热器、量子点热管理
前沿石墨烯