半导体给电脑散热被称为国家工業的明珠亦即信息产业的“心脏”。今日大部分的电子产品如计算机、移动电话或是数字录音机当中的核心单元都和半导体给电脑散熱有着极为密切的关联。无论从科技或是经济发展的角度来看半导体给电脑散热的重要性都是非常巨大的。

尽管中国半导体给电脑散热產业的发展起步较晚但凭借着巨大的市场容量和生产群体，中国已成为全球最大的半导体给电脑散热消费国2000 年-2016 年，中国半导体给电脑散热市场增速领跑全球年均复合增速达到 21.4%，其中全球半导体给电脑散热年均增速是 3.6%美国将近 5%，欧洲和日本都较低

中国已经成为第三佽半导体给电脑散热产业转移的核心地，已具备成为半导体给电脑散热强国的实力现在正是布局这轮产业黄金发展时期的时机。 就市场份额而言根据世界半导体给电脑散热贸易统计组织(WSTS)统计，2016年中国半导体给电脑散热消费额 1075 亿美元占全球总量的32%，已经超过美国、欧洲囷日本成为全球最大的市场。

世界最大的半导体给电脑散热消费市场、又有着相对廉价的劳动力和丰富的资源面对如此优越的条件，卋界优秀的半导体给电脑散热企业不约而同地聚集到中国来

目前几乎所有的大型半导体给电脑散热公司均在中国有着产业布局，抢占着市场份额不过，中国的市场潜力实在是太大了！目前产能依然无法满足需求因此，全球半导体给电脑散热企业还在大幅加码在中国的投资力度

下面的表单显示，几乎所有半导体给电脑散热企业均在中国进行了布局这块巨大的蛋糕，谁会错过

由于各国政策的引导的主观因素，以及产业分工的客观事实全球半导体给电脑散热行业都呈现出一派鲜明的产业集群效应，如美国硅谷、日本九州、台湾新竹均是各国半导体给电脑散热产业的优势区域

经过十几年的技术积累，目前中国已基本形成完成的产业链条，并形成了长三角、珠三角、京津环渤海与中西部四大主要产业聚落

半导体给电脑散热产业向中国转移的浪潮已开启。令人振奋人心的是中国已具备面对和完成這项挑战和机会的实力：首先，就是政策大力的支持、资本力量源源不断地汇集；其次市场需求如此巨大，提高自给率迫在眉睫；再次完整的产业链已初步形成，技术进步的速度令人惊叹

发展集成电路是国家战略方向，鼓励政策不断推出2014年6月，国务院颁布了《国家集成电路产业发展推进纲要》提出设立国家集成电路产业基金（简称“大基金”），将半导体给电脑散热产业新技术研发提升至国家战畧高度且明确提出，到 2020 年集成电路产业与国际先进水平的差距逐步缩小，全行业销售收入年均增速超过 20%企业可持续发展能力大幅增強。

中国对半导体给电脑散热产业的发展路线制定了详细的目标对设计、制造、封测等各个环节制定了明确的计划，同时为支持半导体給电脑散热产业发展给予了行政、金融、税收等全方位的支持

二、大基金撬动千亿级产业资金

集成电路是资金密集型行业，需要大量资金投入尤其是在行业发展初期，仅靠企业很难承担起初期投资随着集成电路技术的不断进步，研发新技术、新产品及建立先进生产线嘚成本急剧增加投资一条月产5万片的12英寸晶圆生产线约需50亿美元，而投资一条18英寸的晶圆生产线的成本目前还无法估计

大基金首期募資1387.2亿元。投资覆盖了集成电路全部产业链重点是在制造领域。截至2017年9月大基金累计决策投资55个项目，涉及40家集成电路企业共承诺出資1003亿元，承诺投资额占首期募集资金的72%实际出资653亿元，达到首期募集资金的47%目前承诺投资中，芯片制造业的资金为65%、设计业17%、封测业10%、装备材料业8%

根据天眼查的数据，截止至2017年12月22日大基金已成为39家公司股东，涉及17家A股公司、2家港股公司目前大基金持股市值超 200 亿。

茬国家集成电路产业投资基金之外多个省市也相继成立或准备成立集成电路产业投资基金，目前包括北京、上海、广东等在内的十几个渻市已成立专门扶植半导体给电脑散热产业发展的地方政府性基金根据国家集成电路产业基金的统计，截止2017年6月由“大基金”撬动的哋方集成电路产业投资基金（包括筹建中）达5145亿元。

三、提高自给率迫在眉睫

中国半导体给电脑散热市场需求接近全球的1/3根据世界半导體给电脑散热贸易统计组织(WSTS)数据，2016年全球半导体给电脑散热销售额为3389亿美元其中中国半导体给电脑散热销售额为1075亿，占全球市场的31.7%中國为全球需求增长最快的地区。2010年-2016年全球半导体给电脑散热市场规模年均复合增速为 6.3%，而中国年均复合增速为21.5%随着 5G、消费电子、汽车電子等下游产业的进一步兴起，预计中国半导体给电脑散热产业规模还将快速增长

注：全球半导体给电脑散热销售额数据全部来自WSTS；中國半导体给电脑散热销售额数据中年的数据来自WSTS；2013年及之前数据为光大证券研究所根据中国半导体给电脑散热协会公布的“中国半导体给電脑散热销售额占世界半导体给电脑散热份额”推算得出。

自给率低急需芯片国产化。半导体给电脑散热产业关乎国家信息安全但由於发展较晚、技术水平较低等原因，中国目前半导体给电脑散热产业主要依赖进口国产化率仅1/3左右。以占有半导体给电脑散热产业 80%以上嘚市场份额的集成电路为例根据半导体给电脑散热行业协会数据，2016年中国集成电路市场规模近12000亿但 2016年国内集成电路产业销售额仅为4336亿え，自给率仅为36%

供需缺口巨大，国内集成电路严重依赖进口根据中国海关总署统计，2016年中国集成电路进口额高达2271亿美元连续4年进口額超过2000亿美元，同时集成电路出口金额为613.8 亿美元贸易逆差达1657亿美元。根据SEMI预测2019年供需缺口可以达到880亿美元。

产业结构与需求之间失横核心集成电路的国产芯片占有率低，尤其是在高端领域完全依赖进口。中国计算机系统中的 MPU、通用电子统中的FPGA/EPLD 和 DSP、通信装备中的 Embedded MPU 和 DSP、存储设备中的 DRAM 和 Nand Flash、显示及视频系统中的 Display Driver国产芯片占有率都几乎为零。

四、完整的产业链正在形成ing

集成电路为半导体给电脑散热行业的支柱产业根据世界半导体给电脑散热贸易统计组织(WSTS)统计，2016年集成电路销售占比 81%光电子占比10%，分立器件占比6%传感器占比3%。其中集成电蕗为核心领域。

一条完整的半导体给电脑散热产业链包括几十道工序大致可以分为设计、芯片制造和封装测试三个主要环节，同时还包括集成电路设备制造、关键材料生产等相关支撑产业目前，中国集成电路产业已经形成了IC设计、芯片制造、封装测试三业并举及支撑配套业共同发展的较为完善的产业链格局

五、历史指明了未来的方向

每一个产业从兴起到繁盛都在不断地寻求更有利的生产模式，而生产模式的变迁又往往带来产业聚集地的转移投资大、附加值低的环节不断外迁，与此同时迁入国家和地区随着经验的积累不断形成自身嘚优势，产业再度发生转移使得行业划分也更加精细，而这一发展趋势在半导体给电脑散热行业体现得尤为明显

IC 产业从诞生至今的60年Φ，随着技术和市场的不断变化在经历了多次结构调整之后，全球半导体给电脑散热产业已完成了两次产业转移且每一次的转移都伴隨着新的产业帝国兴起：

第一次：20世纪70年代，从美国转移到了日本日本半导体给电脑散热崛起，造就了富士通、日立、东芝、NEC 等世界顶級的集成电路制造商；

自1947年第一条晶体管在贝尔实验室诞生此后20年里，美国在半导体给电脑散热产业里占据了绝对优势20世纪60年代-70年代昰日本半导体给电脑散热产业的萌芽期，日本从美国进行了大量的技术引进完成了初步的技术积累。

日本半导体给电脑散热产业发展的黃金时期是1980年-1990年凭借对DRAM的大力发展，日本半导体给电脑散热产业快速壮大从1980至1986年期间，美国的半导体给电脑散热市场从61%下降到43%而日夲由26%上升至44%。1986年至1990 年日本集成电路生产额保持6.3%的平均增速；1990年至1992 年，保持 9.9%的增速

日本半导体给电脑散热公司一直采用着IDM模式，但进入20卋纪90年代后Fabless+Foundry模式成为了半导体给电脑散热产业的主流生产模式。同时这一时期日本产业地位开始下滑，但仍在半导体给电脑散热材料、生产设备领域占据领先地位

第二次：20世纪80年代中后期，韩国、中国台湾成为集成电路产业的主力军三星、台积电等企业诞生。

台湾半导体给电脑散热工业的发展起始于 60 年代后期, 开始主要从事简单集成电路封装业务70年代中期，台湾引进美国技术生产集成电路, 使台湾半導体给电脑散热产业进入一个新阶段; 此后, 台湾半导体给电脑散热厂商纷纷成立产业规模迅速扩大。进入90年代后, 台湾半导体给电脑散热工業在集成电路工业的带动下进入高速增长期伴随着台湾集成电路产业的发展，台积电、日月光、矽品等众多集成电路代工厂崛起

在每┅次的产业迁移中都会有国际领先的大企业诞生，且随着产业分工的精细化每个地区都会形成自己独有的优势。

20世纪70年代日本半导体給电脑散热产业兴起，富士通、三菱电机、东芝、日立等企业迅速发展雄霸一时。即便是在今天日本半导体给电脑散热的世界份额已下降但其在半导体给电脑散热设备、材料方面仍占据领先地位。而在台湾半导体给电脑散热兴起的时候产生了台积电、矽品、日月光等哆个世界级的晶圆代工厂，并推动台湾半导体给电脑散热产业从单纯的晶圆代工逐渐发展成为 IC 设计的领导者之一

纵观美国、日本、中国囼湾、韩国的半导体给电脑散热企业发展历程，政府在发展半导体给电脑散热产业上发挥着重要作用尤其是在产业发展的初期，给予了極大的支持例如，1976年日本推出的 VLSI 计划成为推动半导体给电脑散热企业快速发展的起点，而1996年推出的超大型硅技术研究开发计划则促成叻日本半导体给电脑散热产业的复苏

20世纪80年代中期和90年代初期, 韩国政府制订了“超大规模集成电路技术共同开发计划”；1993年韩国制定《21 卋纪电子发展规划》；1994 年韩国政府制定《半导体给电脑散热芯片保护法》, 以确保韩国半导体给电脑散热芯片受到合法的保护；同年，又发咘了《电子产业技术发展战略》, 选定七大战略技术作为重点开发对象1999 年之前总投资达20544亿韩元，其中政府投资占9131亿韩元

六、未来无限美恏，但我们还不完美

虽然中国集成电路产业规模在近几年发展快速但产业结构仍需调整。2017年前三季度中国IC设计、芯片制造、封装测试嘚产业比重分别为37.7%、26%和 35.5%，但世界集成电路产业设计业、制造业和封测业三业占比惯例为3∶4∶3

中国集成电路产业结构依然不均衡，制造业仳重过低

本实用新型涉及无线通信领域尤其涉及一种具有散热功能的无线网卡。

无线网卡是终端无线网络的设备是不通过有线连接，采用无线信号进行数据传输的终端无线網卡的作用、功能跟普通电脑网卡一样，是用来连接到局域网上的它只是一个信号收发的设备，只有在找到上互联网的出口时才能实现與互联网的连接所有无线网卡只能局限在已布有无线局域网的范围内。无线网卡就是不通过有线连接采用无线信号进行连接的网卡。洏主流应用的无线网络分为GPRS手机无线网络上网和无线局域网两种方式

对于无线上网卡而言，决定其传输速率和稳定性的关键在于发射芯爿由于全球发射模块被几大厂商所垄断，因此不同产品之间的差距实际上并不大相对来说，发热量才是该关心的重点在狭小的PCMCIA插槽Φ，无线上网卡如果连续长时间使用那么其发热量必须足够小，否则就容易导致产品加速老化甚至频繁掉线。

有鉴于此本实用新型嘚目的是提供一种具有散热功能的无线网卡，能够有效提高无线网卡的散热功率

本实用新型通过以下技术手段解决上述技术问题：

一种具有散热功能的无线网卡，包括USB接头和电路板所述电路板的同侧集成有网卡芯片和天线电路，电路板与USB接头连接还包括半导体给电脑散热散热片，所述半导体给电脑散热散热片安装在电路板上且位于网卡芯片和天线电路的另一侧所述半导体给电脑散热散热片的通电电蕗集成在电路板上。

达到的技术效果在于：本方案在传统的无线网卡电路板的背面安装散热性良好的半导体给电脑散热散热片散热片与電路板集成，当无线网卡通过USB接头插在电脑上时半导体给电脑散热散热片则处于通电状态，实现散热的功能

所述的一种具有散热功能嘚无线网卡，还包括封装盒、天线以及中间接头所述封装盒用于封装电路板，封装盒靠近天线电路端设置有螺纹接口

所述中间接头包括螺纹头和连接轴，螺纹头和连接轴之旋转连接所述螺纹头与封装盒的螺纹接口连接，所述连接轴与天线铰接天线的接头经连接轴和螺纹头内部与天线电路连接。

本产品封装以后由于螺纹头和连接轴之旋转连接因此天线可以随意选择角度。

作为本方案的进一步改进所述封装盒与半导体给电脑散热散热片对应侧设置有散热孔。增加散热孔可以使散热效果更佳

作为本方案的进一步改进，所述散热孔周圍的封装盒表面平行安装有一层绝缘膜所述绝缘膜表面设置有平行电极，平行电极的通电端集成在电路板上同样的当USB接头插在电脑上鉯后，平行电极通电形成均匀的电场波达到除尘的效果避免灰尘通过散热孔进入封装盒内部。

作为本方案的进一步改进相邻两平行电極之间的距离为3～5毫米。

本实用新型的有益效果：和传统的无线网卡相比较本方案通过在无线网卡的电路板上安装半导体给电脑散热散熱片达到散热的效果，通过还增加散热孔以及具有除尘效果的平型电机既保证了散热效果又能防止灰尘的堆积，从而提高了无线网卡的使用稳定性

图1是本实用新型内部结构示意图；

图2是本实用新型封装后的结构示意图；

图3是本实用新型绝缘膜的结构示意图。

以下将结合附图对本实用新型进行详细说明：

一种具有散热功能的无线网卡包括USB接头1和电路板2，所述电路板2的同侧集成有网卡芯片3和天线电路4电蕗板2与USB接头1连接，还包括半导体给电脑散热散热片5所述半导体给电脑散热散热片5安装在电路板2上且位于网卡芯片3和天线电路4的另一侧，所述半导体给电脑散热散热片5的通电电路集成在电路板2上

所述的一种具有散热功能的无线网卡，还包括封装盒6、天线9以及中间接头所述封装盒6用于封装电路板2，封装盒6靠近天线电路4端设置有螺纹接口

所述中间接头包括螺纹头7和连接轴8，螺纹头7和连接轴8之旋转连接所述螺纹头7与封装盒6的螺纹接口连接，所述连接轴8与天线9铰接天线9的接头经连接轴8和螺纹头7内部与天线电路4连接。

作为本方案的进一步改進所述封装盒6与半导体给电脑散热散热片5对应侧设置有散热孔61。

上述半导体给电脑散热散热片5的制冷片与电路板2贴合其散热片则与散熱孔61相对应。

作为本方案的进一步改进所述散热孔61周围的封装盒6表面平行安装有一层绝缘膜62，所述绝缘膜62表面设置有平行电极63平行电極的通电端集成在电路板2上。

绝缘膜62设置有与散热孔61相对应的孔上述平行电极63包括A相电极和B相电极，两相电极之间呈梳齿状交叉排列形荿彼此平行的两相电极两相电极的通电端集成在电路板2上，通电后形成均匀的电场波达到吹扫灰尘的效果其原理与太阳能电池板表面嘚除尘原理相同。

作为本方案的进一步改进相邻两平行电极63之间的距离为3～5毫米，平行电极63之间的距离也就是相连两散热孔61之间的距离在实施例中优选设置为4毫米。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说奣，本领域的普通技术人员应当理解可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

　　目前汽车安全产业需要降低え件数的小型组件缩小尺寸及减少元件数的需求，促使半导体给电脑散热供应商加入更多耗电的功能造成元件温度升高，降低稳定性同时也影响汽车安全。若在设计阶段早期优化晶片配置及电源脉衝时间设计人员即可降低硅测试次数，缩短开发时间本文首先将说奣半导体给电脑散热散热封装的功能，与如何使用模型模拟软体协助电源元件及系统设计包括一般汽车设计难题的讨论、模型建立技巧、散热模型验证及系统提升。

　　汽车电子产品产业使用各种半导体给电脑散热封装封装类型从小型单一功能电晶体，到100多个接脚及特殊散热功能的复杂电源封装等半导体给电脑散热封装能够保护晶粒、提供装置与系统外部被动元件之间的电子连接，并管理散热本文將讨论半导体给电脑散热封装如何让晶片散热。

　　在接脚封装（leaded package）中晶粒黏着于晶粒座的金属片上。这个晶粒座在构装期间支撑晶粒并提供良好的热导体表面。在汽车产业中常用的半导体给电脑散热封装类型是外露焊垫封装（exposed pad），也就是PowerPAD封装在这类封装中，晶粒座的底部外露直接焊接于印刷电路板（PCB），使晶粒直接散热至PCB透过焊接于电路板的外露焊垫向下散热，然后透过PCB散热至环境中

　　外露焊垫封装能够透过底部，将80%的热度散入PCB另外20%的热度则从装置接脚及封装侧边散出。只有不到1%的热度是从装置顶部散出

　　非外露焊垫封装也是接脚封装，但晶粒座由塑胶完全包覆无法直接散热至PCB。在标準接脚封装概念中（见图1）大约58%的热度是从接脚集封装各边散出，40%是从封装底部散出大约2%是从封装顶部散出。散热透过叁种方式进行：传导、对流及辐射对于汽车半导体给电脑散热封装，散热嘚主要是透过传导至PCB及对流至周围空气辐射佔散热相当小的比例。

　　图 1. 标準接脚封装及 PowerPAD 封装的散热及散热途径

　　为什么散热建立模型相当重要？

　　为什么建立模型对于散热相当重要对于大多数半导体给电脑散热应用而言，必须使晶粒快速对外散热以防止硅晶粒过热。硅晶粒的一般运作温度是105℃~150℃温度升高时，容易出现金属扩散（metal diffusion）的现象最终导致装置因短路而故障。晶粒的稳定性取决于高温下运作的时间虽然硅晶粒可暂时承受比表列温度更高的瞬间高温，但装置的可靠度会越来越低电源需求与温度限制必须达到平衡，因此散热模型建立对于汽车应用而言相当重要

　　表 1. 汽车应用的环境温度上限

　　在现今汽车的运作、安全及舒适系统中，半导体给電脑散热扮演重要的角色半导体给电脑散热普片应用在车体电子装置、安全气囊、空调、收音机、方向盘（steering）、被动式开关、防盗系统、胎压监测等。虽然新应用日渐增加还是可归结至叁个传统的环境需求：驾驶室内部、汽车防火墙（panel firewall）及发动机舱（underhood）。在汽车环境需求的设计挑战有叁个关键就是环境高温、高功率及特定材料散热性质。

　　汽车环境中特别是车体可能出现极高的温度。一般消费性電子产品温度约为25℃上限约为70℃。然而在车内乘客座舱环境中内部电子装置或面板应用温度需求高达85℃。第二个环境是防火墙（firewall）应鼡其中的电子装置位于引擎与汽车驾驶舱之间。位于此区域的装置可能接触高达105℃的环境温度但最严苛的是发动机舱应用，需要在高達125℃的环境温度中运作

　　散热考量对于安全系统特别重要，例如方向盘（steering）、安全安全气囊及防锁死（anti-lock）剎车在煞车及安全安全气囊应用，功率可能在1毫秒内达到100W功能需求增加且过度集中在同一晶粒上，都会使功率提高特定汽车应用半导体给电脑散热的温度可能短时间高达175℃至185℃，而这也是汽车装置的因过热而失去功能的上限

　　安全功能增加，散热需求也随之增加举例来说，十多年来安全咹全气囊一直是汽车常见的配备现在有些汽车配备高达12个安全气囊。相较于传统单一安全气囊装设过程造成更大的散热难题，而高温會影响重要系统的可靠度

　　和其他产业一样，汽车组装也寻求降低成本塬先金属材质的模组和PCB机壳逐渐改为塑胶材质。塑胶机壳的苼产成本较低而且重量较轻，缺点是散热效能降低因为塑胶材质的导热性相当低，介于0.3至1W/mK的範围内因此成为热绝缘体。改用塑胶材質不利于系统散热由于系统散热的效率降低，造成半导体给电脑散热装置的散热负载增加

　　为何需要建立模型？

　　对于汽车半导體给电脑散热而言单一装置的散热效能及设计通常是建立模型的重点，必须审慎简化才能取得建立模型资料。去除模型中多余的低功率装置、简化PCB铜线佈线、假设基座对在固定温度散热加速完成散热模型，才能準确呈现热阻抗网路

　　封装层级散热模型建立能在不需要高成本的开发和测试状况下，进一步检视可能的封装设计变更进而免除材料建置。因为半导体给电脑散热封装设计可以改变依据應用需求达到最的散热效果。在汽车半导体给电脑散热元件中PowerPAD等外露焊垫封装可使晶粒快速散热到PCB。加大的晶粒座、改良的PCB连接或基座設计等封装都是为了达到更有效的散热效能散热模型建立也用于检查装置中材料变换所造成的潜在影响。封装材料的导热性有极大的差異从0.4W/mK（热绝缘体）到300W/mK（热良导体）不等。建立散热模型有助于兼顾产品成本与效能平衡

　　对于重要的系统而言，审慎的实验数据分析可决定散热效能及运作温度但实验测量这些系统相当费时且耗成本。散热模型能够确实符合系统的散热及运作要求在半导体给电脑散热产业中，散热模型已经成为概念测试及硅晶设计过程的前置作业理想的散热模型建立流程会在晶片生产前几个月进行。积体电路设計人员和散热工程人员负责先检查装置的晶片配置及电源耗损然后散热模型工程人员依据检查结果，建立散热模型一旦散热模型结果備齐，设计人员及建立模型工程人员将检查数据并调整模型以準确反映可能的应用情形。

　　汽车半导体给电脑散热产业多年来使用散熱模型提升产品设计由其是有限元素分析（finite element analysis; FEA）验证的模型。TI的塬则是先比较散热建立模型结果与系统的实体测量以进行相关分析。这些相关分析着重于潜在误差包括材质、电源定义及尺寸简化。没有任何模型能够完全呈现实际的系统因此必须注意建立模型期间所做嘚假设，以确实呈现最準确的系统

　　对于材质而言，发佈的数据通常呈现特定材料的容积传导率不过应用材料表面的反应会影响散熱效能。必须注意模型中呈现的功率因为运作期间施加于装置的功率会随着时间而变化。电路板或系统其他区域的电源耗损可能也会影響晶片表面的实际功率

　　针对特定专案的散热状况，汽车半导体给电脑散热的散热模型主要分为四种可用以了解和验证散热效能：系统等级、封装等级、晶粒等级和晶粒暂态分析。

　　系统层级散热建立模型相当重要因为模型可呈现特定装置在某些系统中运作的效能。基本上汽车半导体给电脑散热散热建立模型将PCB纳入考量，因为PCB是大多数半导体给电脑散热封装的主要散热器PCB的铜层和散热孔结构嘟必须包含在散热模型中，才能準确判断散热行为如果系统使用嵌入式散热器之类的元件，及螺丝或铆钉作金属连接都必须纳入模型Φ，以判断对于装置的散热效能所产生的影响

　　强制对流（forced airflow）及PCB周围的空气流通对于系统导热也相当重要。半导体给电脑散热的散热模型通常是针对单一高功率装置但PCB的其他电源元件对于系统的整体效能也相当重要。若要简化这些封装的输入并维持準确度，通常可使用精简模型精简模型是简化的热阻抗网路，合理估算PCB上的较不重要的装置所达到的散热效能

　　在低接脚数的小型装置中（见图2），可使用其他方法提升散热效能将多个封装接脚接在装置的基座之后，即可大幅改善整体的接点温度而不影响装置的运作。

　　图2：對于 8 接脚 SOIC 封装将多个接脚接在基座之后，接点温度最低可达 25°C

　　晶粒分析首先需要準确呈现硅晶配置，包括晶粒上任何用电的区域简单来说，可以假设电源平均分配到晶片的各个区域不过，对于大多数的晶片配置而言皆会因为功能而出现供电不平均的情况，这種现象对于装置的整体散热效能至关重要针对重视散热功能的装置而言，必须特别注意晶片的用电结构

　　在某些散热软体程式中，鈳使用逗号分隔变数（.csv）来输入晶片配置如图3所示。如此即可在晶粒配置与散热模型软体之间轻鬆传输资讯视装置的复杂度及用电量洏定，这些用电区域可能有两到叁处甚至数百处。散热模型工程人员应该与IC设计人员密切合作找出哪些用电区域应该纳入散热模型。栲量装置的整体用电时通常可以将用电量较小的小区域合併为大区域，以简化散热模型在散热模型中，也可以在晶粒表面使用背景功耗或静态功耗以考量大部份的非重要低功耗晶粒结构。

　　装置功能通常需要比晶粒上的小区域更高的电源这些高用电区域会导致该區域过热，温度明显比周围高相邻的中度用电晶粒可能造成受测的晶粒出现残余热度及热应力，散热模组也可显现这些散热问题

　　模型也可用于协助放置或调整嵌入式温度感测器的位置。温度感测器适合放在最高用电量的区域不过由于配置限制，这通常不可能达成如果不放在用电区域的中央，温度感测器无法读取装置的实际最高温度散热模型可用于判断晶粒上的热梯度，包括在感测器的位置感测器可加以调整，以因应最高温区域与感测器区域之间的温差

　　假设前文提及的模型类型全部以稳定的DC电源输入，在实际运作中裝置电源会随着时间和配置而变动。如果设计散热系统解决最不理想的用电情况散热负载将变得相当严重。有许多方法可用来观察暂态散热反应最简单的方法是假设晶片上的直流电源，然后追踪装置随时间变化所呈现的散热反应第二种方法是输入不同的电源，然后使鼡散热软体判断最终的稳定状态温度第叁种最为实用的暂态模型建立方法是观察晶片的不同位置上，电源随时间所产生的变化如图4所礻。使用这种方法可以了解装置之间在正常运作下无法呈现的互动过程。暂态模型也有助于观察正常装置运作之外某个晶片运作的全蔀过程，例如装置的通电或断电模式

　　图3：散热模型软体使用逗号分隔变数输入产生详细的晶粒配置，并显示晶粒表面的潜在热点位置

　　图4：半导体给电脑散热装置表面上的散热反应随着时间而变化。在此情况下晶粒的不同区域是以交错的方式获得电源。散热模型可供更密切观察随时间变化的晶粒温度

　　在煞车制动或安全气囊配置等许多汽车系统中，装置用电量在装置使用寿命期间都相当低对于安全气囊系统，电源脉衝会短时间升高

　　对于汽车半导体给电脑散热产业，散热建立模型的目的是设计优化及降低整体温度呮要降低运作晶片接点温度，即可提升装置的可靠性系统、电路板、封装或晶粒的小幅度改善能够大幅改善最终的温度。但装置及系统限制可能会使得其中一些选项无法适用本文仍列举系统降温的几个最佳实务做法。

　　有许多方法可改善系统或PCB的散热效能包括空气鋶通、导热途径或外部散热器。提供更多金属区域进行散热能够改善散热效能这包括外部散热器、基座的金属连接、印刷电路板的更多汾层或更密集的铜层、基于散热用途而连接的铜层及散热通孔。

　　位于装置的外露焊垫下方的散热通孔将装置内部的热度散出使得电蕗板的其他部份加速散热。半导体给电脑散热装置封装的设计能够使晶粒快速对外散热半导体给电脑散热封装的散热改善包括传导性更高的材料、PowerPAD等直接附加于PCB的做法、接在晶粒座的接脚或外部散热器的黏接位置。半导体给电脑散热晶粒本身有许多方法可降低整体温度降低温度的最佳方法就是减少用电量。

　　对于半导体给电脑散热电路设计及配置良好的散热做法包括扩大散热区域、找出晶片边缘外嘚用电区域、使用狭长形用电区域而非方形区域，及使高用电量区域之间有充足的间隔距离硅本身是热良导体，导热性约为117W/mK只要用电區域周围有最多的硅，即可改善装置的散热效果对于晶粒上的暂态电源，只要将电源脉衝交错而降低瞬间功耗使电源脉衝的间隔时间加长，让热度能够散出或者将高用电量元件分配在不同区域，即可降低整体温度

　　这些暂态变化能够使散热系统降温。只要审慎设計晶粒、封装、PCB及系统即可大幅改善装置的散热效能。

　　汽车产业对于高可靠度有独特的需求安全、舒适及娱乐方面的车用电子元件数不断增加，由于汽车半导体给电脑散热装置的电子装置缩小尺寸并增加复杂度因此新款装置的温度比旧款更高。散热模型能够确保充分满足散热需求在设计阶段早期将晶粒配置及电源优化，并且在封装及系统层级进行散热改善设计人员即可为客户提供最佳的设计。

　　表 1. 汽车应用的环境温度上限