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电子产品并非越薄越好:散热与封装技术限制功能

2006-05-22 10:17 李志 清华大学微电子研究所 阅读 0
核心摘要: 本文探讨了电子产品超薄化的趋势及其限制。虽然轻薄是市场主流,但散热和封装技术成为关键瓶颈。清华大学副教授严利人指出,单纯追求薄会导致功能损失,芯片集成度提高使散热问题加剧,45%的电子产品损坏源于温度过高。未来需平衡轻薄与性能,生物芯片或带来新突破。

轻与薄是电子产品的发展趋势,但散热和封装技术限制了其进一步变薄。超薄手机、平板电视、超薄笔记本电脑等产品在市场上掀起“超薄”浪潮,但电子产品是否越薄越好呢?

薄是必然趋势

清华大学微电子研究所副教授严利人表示,芯片和集成电路的发展确实以小尺寸、高密集度为趋势,但民用电子产品主要应以应用为主。“轻科技”始于2000年,当时互联网产业泡沫化,高科技产品应用日渐普及,投资方向转向轻、薄、短、小的产品。近两年平板电视热就是证明。轻薄电子产品更轻便、更美观,例如三星推出的“全球最薄”手机(99×50.5×14.9毫米,重105克)和索尼X505笔记本电脑(最薄处9.7毫米,重825克)。

轻薄并非没有限度

严利人指出,目前单个芯片集成的晶体管数可达1000万门,厚度仅0.3毫米,电子电路设计可以做到很小,但限制电子产品轻薄化的主要因素是应用。以数码相机为例,芯片和电路厚度可在毫米范围,但相机还需快门、存储器、镜头等部件。单纯追求薄必然导致功能损失。此外,散热和封装技术也是限制因素。封装技术将集成电路用绝缘塑料或陶瓷材料打包,防止杂质腐蚀芯片,同时起到安放、固定、密封、保护芯片和增强导热性能的作用,并连接芯片与外部电路。例如CPU,我们看到的体积和外观是封装后的产品。

会影响部分功能

随着芯片集成度和功率密度提高,温度成为系统稳定性和性能提升的障碍。轻薄电子产品体积小,内部空间小,散热问题突出。统计数据显示,45%的电子产品损坏是由于温度过高。严利人强调,除了实现功能,还必须考虑产品的稳定性、工作寿命和环境适应能力。未来电子产品的发展趋势是使用范围更广、体积更小,生物芯片的运用将给生物、光电子器件和医学领域带来革命性变化。

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