聚焦AI时代先进封装热管理挑战,UCLA魏体伟教授荣获IEEE EPS杰出技术成就奖

👆如果您希望可以时常见面，欢迎标星🌟收藏哦~

来源｜UCLA Samueli School of Engineering

导读

随着人工智能（AI）、高性能计算（HPC）以及先进封装技术的快速发展，热管理正成为影响系统性能、能效和可靠性的关键瓶颈。近日，加州大学洛杉矶分校（UCLA）Samueli工程学院机械与航空航天工程系助理教授魏体伟（Tiwei Wei）荣获2026 IEEE Electronics Packaging Society（IEEE EPS）Exceptional Technical Achievement Award（杰出技术成就奖），以表彰其在2.5D/3D系统集成热管理领域的开创性贡献，包括多物理场建模、电子冷却技术以及先进热封装材料等方面的重要创新成果。与此同时，魏体伟教授团队在IEEE ITherm 2026和第76届IEEE电子元件与技术大会（ECTC 2026）上展示了多项最新研究成果，涵盖AI芯片液冷、金刚石热管理材料、先进封装可靠性以及机器学习辅助设计等前沿方向。

IEEE电子封装领域的重要技术荣誉

IEEE Electronics Packaging Society（IEEE电子封装学会，IEEE EPS）是全球电子封装、先进制造与异构集成领域最具影响力的国际学术组织之一。

IEEE EPS Exceptional Technical Achievement Award是该学会授予的最高技术荣誉之一，旨在表彰在电子封装领域取得卓越成就并推动行业技术发展的科研人员和工程专家。获奖成果需要在重大技术发明、突破性创新、关键产品开发或变革性研究方面产生深远影响，并通过高水平学术论文、专利、专著或其他公开技术成果获得国际认可。

此次获奖，充分体现了国际电子封装领域对魏体伟教授在先进封装热管理方向长期创新工作的高度认可。

AI时代，热管理成为先进封装关键挑战

近年来，人工智能大模型训练、高性能计算以及数据中心基础设施的快速发展，正推动芯片功耗和系统集成度持续攀升。

从AI GPU、AI Accelerator到HBM高带宽存储器，再到Chiplet和3D异构集成架构，先进封装已成为延续系统性能增长的重要技术路径。然而，随着芯片堆叠密度和功率密度不断提升，热管理问题正逐渐成为限制系统性能、能效和可靠性的核心瓶颈。

业内普遍认为，在后摩尔时代，散热能力正在成为与算力、带宽和功耗同等重要的系统设计指标。如何实现更高效的热传输、更先进的冷却方案以及更精准的热设计优化，已经成为全球半导体产业面临的重要挑战。

聚焦先进封装热管理创新

此次获得IEEE EPS杰出技术成就奖，源于魏体伟教授团队长期围绕先进封装热管理关键技术开展的系统性研究。

近年来，团队持续深耕以下研究方向：

2.5D/3D先进封装热设计与优化；
Chiplet与异构集成系统热管理；
多物理场耦合建模与仿真；
高热流密度电子冷却技术；
两相流与射流冲击冷却技术；
先进热界面材料与热封装材料；
AI芯片与高性能计算系统热管理；
热机械可靠性分析与优化设计。

其研究成果不仅推动了先进封装热管理基础理论的发展，也为AI芯片、HBM系统、数据中心服务器以及未来3D集成系统提供了新的工程解决方案。

在多物理场建模方面，团队建立了跨尺度热-机械耦合分析框架，为先进封装设计优化和可靠性评估提供重要工具；在电子冷却领域，开发了面向超高热流密度芯片的新型液冷与两相冷却方案；在先进热材料方向，则持续探索金刚石增强热管理材料以及新型导热结构，以提升先进封装系统整体散热能力。

多篇论文入选ITherm与ECTC 2026

作为电子热管理领域最具影响力的国际会议之一，IEEE ITherm长期聚焦电子冷却、热设计与热可靠性研究；而ECTC则被广泛认为是全球先进封装与异构集成领域最重要的技术盛会之一。

ITherm 2026

魏体伟团队在ITherm 2026展示了两项最新研究成果：

Yuchen Bao（与Sehyeon Cho合作）：《Energy-Efficient Cooling Strategies with Integrated Bypass System for Multi-Chip Module Cooling》（面向多芯粒模块冷却的集成旁路系统节能冷却策略），提出面向多芯粒系统的集成旁路冷却架构，以提升冷却效率并降低系统能耗；
Yunchun Yang：《Direct-on-Chip Jet Impingement Cooling with Phase Separation Membrane》（基于相分离膜的芯片直接射流冲击冷却），探索基于相分离膜的芯片直接射流冲击冷却技术，为超高热流密度芯片散热提供新方案。

ECTC 2026

在ECTC 2026上，团队共有六篇论文入选，涵盖AI GPU液冷、金刚石散热材料、热应力表征以及机器学习辅助封装设计等多个热点方向：

Yunchun Yang：《Demonstration of Two-Phase Jet Impingement Cooling with Phase Separation Membrane using Water on High-Power AI GPU》（基于相分离膜的水冷两相射流冲击冷却在高功率AI GPU上的验证）
Ye Yang：《Electroplated Cu-Diamond Composite Thermal Vias for Interposer-Level Heat Management in 2.5D/3D Packages》（用于2.5D/3D封装中介层热管理的电镀铜-金刚石复合热通孔）
Jie Li：《Novel Metrology for Experimentally Visualizing Cu-Cu Bonding Induced Thermal Stress》（用于实验可视化铜-铜键合热应力的新型测量方法）
Keyu Wang：《Experimental Characterization of Thermal Transport in Cu/Sn-Diamond Microbumps》（Cu/Sn-金刚石微凸点热传输特性的实验表征）
Ye Yang：《Chemical Vapor Deposition (CVD) Diamond-filled Through Vias for Enhanced Vertical Heat Transport in 3D Heterogeneous Integration》（用于增强3D异构集成垂直导热能力的CVD金刚石填充通孔）
Zhenliang Pan：《TSV Stress Prediction via Machine Learning Based on EBSD Grain Microstructure》（基于EBSD晶粒微结构的机器学习TSV应力预测）

从论文布局看未来先进封装散热趋势

从本次ITherm和ECTC发表的研究成果可以发现，魏体伟团队的研究方向高度契合当前先进封装产业的发展趋势。

首先是液冷与两相冷却技术。

随着AI GPU功率持续攀升，传统风冷方案正逐渐接近物理极限。团队展示的相分离膜射流冲击冷却（Phase Separation Membrane Jet Impingement Cooling）技术，通过强化局部换热能力，有望满足未来超高热流密度AI芯片的散热需求。

其次是金刚石热管理材料。

团队两篇ECTC论文分别聚焦铜-金刚石复合热通孔（Cu-Diamond Thermal Vias）和CVD金刚石填充通孔（Diamond-filled Through Vias）。由于金刚石具有远高于传统金属材料的热导率，被广泛认为是下一代先进封装热管理材料的重要候选方案。

随着HBM、Chiplet以及3D封装技术快速发展，金刚石增强热管理结构有望成为未来先进封装散热的重要技术路线之一。

此外，机器学习辅助可靠性预测也成为团队的重要研究方向。通过结合EBSD晶粒微结构数据与机器学习算法，实现TSV应力预测和可靠性评估，有望进一步提升先进封装设计效率并缩短研发周期。

面向下一代AI计算平台

随着人工智能、高性能计算和先进封装产业进入快速发展阶段，热管理已从传统工程问题逐渐演变为决定系统性能、能耗和可靠性的核心科学与工程挑战。

此次荣获IEEE EPS杰出技术成就奖，不仅体现了国际电子封装领域对魏体伟教授技术贡献的高度认可，也反映出热管理技术在未来先进封装生态中的战略地位。

面向下一代AI计算平台、Chiplet系统和3D异构集成架构，先进热管理技术正在从辅助设计环节逐步演变为系统创新的重要驱动力。围绕先进散热材料、多相流冷却、热可靠性以及智能热设计等方向的持续创新，有望为未来高性能电子系统的发展打开新的空间。