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随着人工智能（AI）技术迅速渗透到各个行业，高速计算和大容量存储器的需求激增。为满足这一需求，芯片制造商们正越来越倚重贵使用金属材料的先进封装技术。这些“金银家族”不仅价格昂贵，还凭借其优越的性能在芯片和存储器封装中扮演着至关重要的角色。
这种“重视”源于先进制程尺寸的不断缩小，贵金属在实现小线宽、低电阻率、高粘附性和低接触电阻等方面具有无可替代的优势。从21世纪以来新增的芯片材料中可以看出，约40种新元素中有90%是贵金属和过渡金属，它们为芯片性能的提升提供了强大支撑。
目前，常用在芯片和存储器封装中的贵金属材料主要包括以下几种：
①金（Au）：
应用：金常用于芯片封装中的键合线（wirebonding）、引线框架电镀和焊接材料。它具有优良的导电性、耐腐蚀性和化学稳定性，是高端芯片封装的首选材料。
特点：导电性能好，耐氧化，适合严苛环境中的高可靠性应用。
②银（Ag）：
应用：银用于导电胶、电极和反射层等，尤其在光电子器件中作为高效反射材料。
特点：导电率最高，适合需要高导电性和高反射率的场合，但容易氧化，因此常与其他材料合用。
③钯（Pd）：
特点：耐氧化性优异，适合高温应用，且成本较金更低。
④铂（Pt）：
应用：铂常用于高温稳定性要求较高的封装，如传感器和特种半导体器件的封装中。
特点：具有良好的耐高温和耐腐蚀性，适合极端条件下的应用。
⑤铑（Rh）：
应用：铑主要用于芯片封装的电镀中，尤其在对抗腐蚀和磨损有高要求的环境下。
特点：极高的抗腐蚀性和硬度，适合高耐磨和高反射应用。
⑥钌（Ru）：
应用：钌被广泛用于作为晶体管栅极的电极材料以及存储器（如DRAM和MRAM）中。
特点：良好的导电性和耐腐蚀性，同时具备优异的热稳定性。此外，钌薄膜可以极薄而不会显著增加电阻，是替代钴和钽的新兴候选材料。
⑦金锡合金（Au-Sn）：
应用：这种合金广泛用于高可靠性焊接材料，如光电子、MEMS和微波器件等。
特点：低熔点、良好的润湿性和高导热性，是高精度封装中常见的选择。
Au-Sn粉体
贵金属材料对AI产业的助力
之所以贵金属材料在AI产业中大放异彩，成为芯片和存储器的“幕后英雄”，是因为它们拥有卓越的导电、导热和耐腐蚀性能。这些独特的物理和化学特性，使它们在封装技术中占据了无可替代的位置，确保了高端电子器件的稳定运行。接下来，我们一起来看看贵金属材料在这个领域中究竟有多“硬核”吧：
1、提升计算速度和效率
随着AI模型变得越来越复杂，对高速计算、大数据处理和低延迟的需求也在持续上升。而在高速运算场景中，贵金属的低电阻率特性显著降低了电能损耗，提升了数据传输速度。钯和金等材料在电极、互连线和焊接中的应用，可以确保芯片在高频下稳定运行，这对训练大型AI模型和实时数据处理至关重要。
2、改善散热性能，提升系统稳定性
高性能AI芯片在运算时会产生大量热量，散热成为一大挑战。贵金属材料如银和金具有优异的导热性能，可以有效将热量传导至散热器和封装外部，从而降低芯片的工作温度，提升系统的整体稳定性和寿命。
3、增强封装可靠性，延长设备寿命
4、支撑先进存储技术的实现
AI技术不仅需要高性能处理器，还需要大容量、快速响应的存储器。贵金属材料在存储器封装中能提供更好的导电性和抗氧化性，有助于提高存储器的可靠性和寿命。如钌具有高熔点，硬度大和良好的电导率，使其成为制造高密度存储芯片的合适材料，有望用于新一代存储技术（如MRAM、ReRAM等）的开发。
5、促进微型化和集成化发展
随着芯片集成度的提升和制程的微缩，传统材料难以满足更小线宽和更高连接精度的需求。贵金属及其合金材料的应用，突破了微型化的技术瓶颈，使得更小、更快、更智能的AI芯片成为现实。
总之，贵金属材料以其独特的物理化学特性，在AI芯片和存储器封装中发挥着无可替代的作用。未来，随着AI技术的进一步发展，对贵金属材料的需求必将持续增长，为新一代电子器件的性能提升和创新突破提供更强大的支撑。