AI晶片功耗持續攀升，散熱技術正從伺服器外部零組件一路向晶片與先進封裝靠近。台積電（2330）與超微（AMD）近期揭示下一代水冷技術藍圖，並釋出將晶片封裝與水冷板進一步整合的TIM-less方向。市場傳出包括雙鴻（3324）、奇鋐（3017）、健策（3653）及竑騰（7751）等散熱與設備業者均已參與相關技術開發，新一代水冷板方案最快可能於2027年中進入量產。法人指出，TIM是熱介面材料，主要用來填補晶片、封裝蓋板與散熱元件之間的微小空隙，降低空氣造成的導熱阻力。
傳統高功耗AI晶片的熱量，通常須經過晶片裸晶、TIM、封裝蓋板，再透過另一層TIM傳遞至外部水冷板，每增加一層材料與接觸介面，都可能增加熱阻並帶來塗布厚度、貼合精度、材料老化及可靠度等問題。此次市場討論的TIM-less核心並非讓所有TIM材料完全消失，而是進一步整合封裝蓋板與水冷板以減少部分介面材料，使冷卻液更靠近晶片熱源。隨封裝架構改變，部分既有TIM層可能被整合或取代，但仍須視不同晶片與系統設計而定。
台積電過去公布研究數據顯示，帶有封裝蓋板與TIM的液冷方案，接面至環境熱阻約為每瓦0.064度，直接液冷則可降至每瓦0.055度，降幅約14%。對功耗已突破1000W的AI晶片而言，即使只是降低部分熱阻，也可能對晶片溫度、運算頻率與整體能源效率產生明顯影響。從技術演進來看，AI伺服器散熱正經歷多階段升級，早期以氣冷為主，隨AI晶片與機櫃功率密度提高，冷板式液冷快速擴張，水冷板直接貼近處理器，再透過管路、快接頭、分歧管及冷卻液分配裝置建立循環。下一階段則朝微通道水冷板與微通道蓋板發展，藉由縮小流道並進一步縮短晶片至冷卻液的熱傳距離，提高單位面積散熱能力。
更進一步的晶片級直接液冷，則可能把微流道整合進封裝蓋板，甚至形成於晶片背面，使散熱正式成為先進封裝架構的一部分。不過散熱越靠近晶片技術門檻也同步提高，微通道設計須處理壓降、氣泡、雜質阻塞與滲漏等問題，且相關業者必須共同完成驗證，因此各類水冷架構短期內更可能依不同功耗與系統需求並存，而非由單一架構全面取代。
在台灣供應鏈方面，台積電布局先進封裝、晶片級液冷與直接液冷技術，持續推動晶片、封裝與散熱共同設計。奇鋐產品涵蓋水冷板、分歧管、快接頭、風扇及機構件，逐步由單一零組件延伸至整體液冷解決方案；雙鴻則布局水冷板、分歧管與分配裝置，並持續投入微通道水冷技術。健策深耕均熱片與封裝散熱結構，並進一步切入微通道蓋板與液冷模組，布局更靠近晶片端的散熱市場。
竑騰則提供熱介面材料、均熱片貼合、點膠、熱壓與AOI設備，未來若整合式水冷板與先進散熱封裝需要新的自動化製程，相關設備需求有機會增加。液冷周邊方面，富世達（6805）布局多款液冷快接頭，負責液冷管路快速拆裝與防漏；建準（2421）由傳統風扇延伸至水冷板與氣液混合散熱；台達電（2308）則布局大型冷卻系統及資料中心散熱設備，結合電力與機櫃朝基礎設施整合方案發展。
法人提醒，TIM-less對不同供應商影響並不一致，當封裝蓋板與水冷板整合後，精密加工、流道設計與檢測難度可能提高，但部分傳統材料與製程需求也可能受到影響，因此不能單純將介面減少解讀為所有設備需求增加。同樣地，即使冷卻液逐步靠近晶片，整體液冷系統仍需要各項周邊維持循環，記憶體與電源等其他熱源也仍需要散熱，因此風扇與氣液混合散熱短期內不會消失。整體而言，台積電與超微揭示的新技術方向顯示，AI散熱已從晶片完成後的外部配套，進一步走向晶片、封裝與系統共同設計。對台灣供應鏈而言，下一階段競爭重點不再只是擴充水冷板產能，而是延伸至微通道、封裝整合、流體控制與系統級液冷能力。不過目前參與廠商與2027年中量產時程主要仍來自業界消息，隨AI晶片功耗持續升高，散熱產業下一個核心問題，已逐步從是否採用液冷轉向冷卻液能多靠近晶片，以及誰能真正把散熱完美整合進先進封裝之中。
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