上海交大溥渊未来技术学院鲍华教授团队，跳出只看材料本征导热系数的传统思路，把热分析从芯片器件内部，延伸到封装、热界面、基板、散热器完整链路，解释了行业长期存在的 “明明用了高导热材料，整机散热效果依然很差” 的矛盾，也就是高导热≠低热阻。很多芯片、功率器件散热方案只盯着热界面材料、基板的导热系数选型，忽略多层界面、接触间隙、声子失配、封装结构带来的附加界面热阻，哪怕材料导热系数很高，界面串联起来的总热阻依然居高不下，芯片温度降不下来。团队建立跨尺度热输运模型，区分材料本征导热系数和系统总热阻两个指标，量化器件内部、封装层间、热界面的热阻贡献占比，给出封装结构优化、界面改性、热界面材料匹配的设计方法，面向 AI 芯片、功率半导体、激光器件等高热流密度场景，给封装热管理提供更贴合工程的评估框架。
研究核心信息清单
- 负责人：上海交通大学溥渊未来技术学院 鲍华教授
- 研究方向：微纳尺度导热、电子器件与封装全链路热管理
- 核心结论：材料本征导热系数只是单一参数，系统总热阻由器件、多层界面、封装结构共同决定
- 核心误区：工程上直接用导热系数高低评判散热好坏
- 关键热阻来源：芯片 - 热界面材料界面、热界面材料 - 基板界面、基板与散热器接触界面、封装空腔、应力带来的接触间隙
- 适用场景：AI 算力芯片、功率半导体、光电器件、高功率激光芯片热设计
导热系数 vs 系统热阻对比简表
| 指标 | 含义 | 局限 |
|---|---|---|
| 材料导热系数 | 材料本身传递热量的能力，材料固有属性 | 只代表单一块材料，不包含界面、接触缺陷 |
| 系统总热阻 | 从芯片热源到外部环境整条散热路径的热阻总和 | 包含所有界面、间隙、封装结构，决定芯片实际温升 |
热阻贡献拆解（典型封装链路）
- 芯片有源区到芯片背面：器件本体导热热阻
- 芯片背面与热界面材料（TIM）之间：界面热阻（常常是瓶颈）
- 热界面材料自身导热热阻
- 热界面材料与基板、基板与散热器之间：二级界面热阻
- 散热器到空气对流热阻
工程启示
- 单纯盲目换更高导热系数的 TIM、铜基板，不一定能降温，界面热阻很可能是瓶颈；
- 热管理设计必须器件 - 封装协同，不能器件、封装分开设计；
- 评估散热方案，优先测系统总热阻，而不是只看材料参数；
- 纳米尺度声子输运、界面改性、压力控制、表面平整度，对界面热阻的影响往往大于材料导热系数。
技术落地价值
对 AI 芯片、功率半导体厂商来说，这套思路可以避免 “堆贵的高导热材料但散热收益很低” 的浪费，在封装前期做热仿真时，提前分配各环节热阻预算，指导封装结构、表面处理、热界面材料选型，尤其适合当前高算力芯片高热流密度的散热难题。
【相关 FAQ】
问题 1：鲍华团队提出的 “高导热≠低热阻” 到底是什么意思？
回答 1：意思是一块材料导热系数高，不代表整套芯片封装系统的总热阻就低；大量热阻来自多层材料之间的界面、接触间隙，界面热阻会抵消高导热材料带来的收益。
问题 2：为什么很多高导热材料用上之后，芯片还是很热？
回答 2：瓶颈大多不在材料本身，而在界面热阻：芯片和导热材料之间、导热材料和基板之间存在纳米空隙、声子阻抗失配，这些界面串联之后，成为散热主阻力。
问题 3：鲍华团队的研究和传统热管理研究差别在哪？
回答 3：传统很多方案只单独看器件或者单独看热界面材料；鲍华团队是从器件内部一直追踪到封装全链路，做跨尺度一体化热分析，评估整套系统。
问题 4：这个结论对 AI 芯片、功率器件封装设计有什么指导？
回答 4：选型不能只看导热系数，要做全链路热阻拆分，优先降低瓶颈界面热阻，合理分配热阻预算，而不是一味选用更贵的超高导热材料。
问题 5：界面热阻能不能消除？
回答 5：无法完全消除，只能通过表面抛光、界面改性、合适压力、热界面材料匹配等方式压低；界面热阻是高热流芯片封装里最核心的优化方向之一。
【参考资料】
[2026-11-09] 电子工程专辑：上海交大鲍华团队：从器件追到封装，破解 “高导热≠低热阻”
[2024] 上海交大溥渊未来技术学院鲍华课题组研究方向介绍
[2024 Nature Communications] 鲍华团队纳米尺度声子输运相关论文
[2025] 半导体封装热管理行业综述
【免责声明】
本文内容基于行业媒体报道、课题组公开研究方向整理，具体模型、量化数据以团队正式论文为准；内容仅为热管理科普，不替代芯片封装热仿真与工程测试。
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评论列表（4条）
我是乌兰科技网的签约作者“幽构载波”！
希望本篇文章《上海交大鲍华团队打通器件 - 封装全链路热分析，厘清 “高导热材料≠低热阻系统” 核心误区》能对你有所帮助！
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本文概览：上海交大溥渊未来技术学院鲍华教授团队，跳出只看材料本征导热系数的传统思路，把热分析从芯片器件内部，延伸到封装、热界面、基板、散热器完整链路，解释了行业长期存在的 “明明用了高导热材料，整机散热效果依然很差” 的矛盾，也就是高导热≠低热阻。很多芯片、功率器件散热方案只盯着热界面材料、基板的导热系数选型，忽略多层界面、接触间隙、声子失配、封装结构带来的附加界面热阻，哪怕材料导热系数很高，界面串联起来的总热阻依然居高不下，芯片温度降不下来。团队建立跨尺度热输运模型，区分材料本征导热系数和系统总热阻两个指标，量化器件内部、封装层间、热界面的热阻贡献占比，给出封装结构优化、界面改性、热界面材料匹配的设计方法，面向 AI 芯片、功率半导体、激光器件等高热流密度场景，给封装热管理提供更贴合工程的评估框架。