半导体封装直接3D打印纯铜散热结构，Fluent Metal省掉TIM层

南极熊导读：半导体级别 3D打印纯铜散热技术，出现了不同的分支。

  2026年7月，南极熊获悉，美国金属3D打印初创公司Fluent Metal展示了一项新的技术案例：在半导体封装表面直接沉积纯铜散热结构，基材温度控制在较低水平，且声称不需要导热界面材料（TIM）填充间隙。公司CEO Peter Schmitt通过LinkedIn发布了实物照片和工艺描述，表示技术仍处于测试阶段。

△Fluent Metal公司CEO Peter Schmitt展示在功率晶体管封装上沉积的纯铜滴阵列——照片经CEO确认非AI生成

消除TIM：一条被反复探索的散热路径

芯片散热的传统路径大致是：芯片→TIM1（导热界面材料）→均热板/散热器→TIM2→风冷或液冷。导热硅脂的热导率通常在5至15 W/m·K之间，液态金属TIM约40至80 W/m·K，而纯铜的热导率约400 W/m·K。换句话说，TIM层的存在是整条散热链中热阻最高的环节之一。

如果能直接在芯片封装表面生长纯铜结构，让铜与封装表面形成冶金结合，就可以跳过TIM填充间隙的步骤，从根本上消除这一热阻。2022年Nature Electronics上有一篇论文（Gebrael et al.）用镀铜方法实现了类似概念，Fluent Metal则用熔融金属液滴沉积技术走了一条不同的工艺路线。

△Fluent Metal熔融金属液滴按需打印原理示意

熔融液滴按需沉积：不用粉末不用激光

Fluent Metal的技术属于熔融金属液滴按需打印。采用极细的金属丝（约人发宽度）作为原料，等离子弧加热丝材尖端形成熔融液球，液滴被喷射沉积到基材上，几毫秒成形一滴。整个过程不使用金属粉末也不使用激光，设备只需标准电源插座即可运行。

Peter Schmitt表示，Fluent Metal的工艺可以在半导体封装上构建高表面积纯铜结构，无需TIM层，且与已组装好的PCB兼容。公司计划定价约3000美元（约合2万人民币），目标在12至18个月内推出Beta版设备。Fluent Metal成立于2020年，总部位于马萨诸塞州沃本，累计融资550万美元（约合3721万人民币），值得关注的是，CEO Peter Schmitt此前担任Desktop Metal首席设计师。

△2024年Fluent Metal融资550万美元，推出更灵活的液态金属打印技术

技术新颖，相关领域专家质疑很多

Peter Schmitt明确表示技术"仍在测试阶段"。在LinkedIn帖子的大量条评论中，大量来自电力电子和热管理领域的专家提出了专业性质疑：增加铜层之后最终仍需通过TIM与散热器连接，并未真正消除TIM；非隔离封装上的导电铜层可能引入电气隔离问题以及测试样品的热阻数据缺失；凸起的铜盘与散热器之间可能形成点接触而非面接触，反而降低导热效率。这些质疑目前尚未获得Fluent Metal的公开回应。

南极熊认为，尽管存在争议，但Fluent Metal切入的确实是一个真痛点：电力电子器件的散热瓶颈越来越多地集中在封装级别而非系统级别。能否在芯片封装表面直接构建高效散热结构，对下一代功率半导体和AI硬件的热管理方案都有潜在影响。

另外，对于一家2020年成立、融资550万美元、CEO来自Desktop Metal的初创公司来说，走熔融金属液滴沉积这条技术路线本身就有一定的差异化价值，Fluent Metal不需要粉末、不需要激光、插电就能用。如果最终能证明直接沉积纯铜可以部分替代TIM的功能，或者至少大幅降低TIM的使用需求，那么这个方向就值得被认真对待。

Δ高精度液冷散热结构

现在，国内也有技术可以实现高精度液冷散热结构的成型，正在寻找天使轮融资，感兴趣的 投资 机构可以联系南极熊 nanjixiong3ddayin。