Nature子刊—热界面材料的革命：从被动填充到集成化发展之路

bjtuzhangwei

来源：nature electronics

链接：https://doi.org/10.1038/s41928-025-01543-7 P

01 背景介绍

• 行业趋势：电子技术呈现微型化、高功率密度、高性能需求三大趋势，传统硅技术逼近物理极限，散热成为制约系统性能、可靠性和扩展性的首要因素。
• TIMs 定义与定位：热界面材料是夹在发热组件与散热器之间的薄层材料，核心功能是实现异质表面间的高效热传递，是解决散热瓶颈的核心关键。
• 理想与现实差距：经典热模型预测的界面热导远高于实测值，实际性能受纳米级粗糙度、不完全接触、热循环退化等因素严重影响，导致其在 AI 加速器、电力电子、电动汽车传动系统等场景中面临性能限制。
  

02 成果掠影

近日，四川大学吴凯联合德克萨斯大学奥斯汀分校余桂华教授团队探讨了热界面材料的发展。研究了界面热阻的物理起源，并考虑了它对器件缩放的影响，效率和可靠性。然后，讨论了材料和设计策略，可以平衡热导率与机械顺应性，粘合层厚度和电绝缘。最后，强调需要处理热界面材料，而不是作为被动填充物，而是作为与器件架构一起共同设计的整体系统组件，并提出了热界面材料未来发展的集成工程框架。研究成果以“The development of thermal interface materials”为题发表在《Nature electronics》期刊。