如今台式機CPU我們普遍都不能直接看到芯片的樣子，會有一個金屬的蓋子在上面包裹着，這就是CPU的頂蓋。它是有一個正式的名稱的，叫做集成散熱器（Integrated Heat Spreader），簡稱IHS，最主要作用是幫助CPU散熱的。

現在的CPU芯片（Die）的晶體管密度都非常高，小小的一顆芯片有着數以億計的晶體管，表面積很小但發熱量卻很大，如何有效地把熱量傳導出去是一個很大的學問。另外碩大的散熱器（台式機）直接安裝在芯片上，對芯片施加的壓力過大，容易造成電路闆（PCB）變形，影響正常使用，CPU頂蓋可以有效保護及分攤壓力。

CPU頂蓋的發展變化與CPU的封裝及散熱器也是有密切關系的，它們一起确保了CPU性能的充分發揮，有效地解決CPU運行中存在的積熱問題。

接下來會以英特爾的CPU為主線，帶大家一起看看CPU頂蓋的發展變化過程。

早期的處理器結構還相對簡單，晶體管數量不多，發熱量也不大，陶瓷的頂蓋上也不需要額外的輔助散熱。

英特爾最早的4004、8008、8086、8088等CPU都采用了DIP封裝，通過CPU的兩邊的引腳可插到主闆上的插槽或焊接在主闆上。事實上絕大多數中小規模集成電路均采用這種封裝形式，其引腳數一般不超過100。

到了80286，80386時期，CPU頂蓋大多仍是陶瓷材質，也有個别CPU的頂蓋是采用塑料材質。随着處理器結構變得越來越複雜，晶體管數量的增多，封裝方式的改變也使得CPU頂蓋的面積變大了，不過仍然不需要額外輔助散熱。

這時期CPU一般采用了QFP塑料方型扁平式封裝和PFP塑料扁平組件式封裝。CPU芯片引腳之間距離很小，管腳很細，可以從四周引出，其引腳數一般都在100以上。QFP與PFP基本相同，前者一般是正方形，後者可以是長方形。這期間也開始有處理器使用PGA封裝方式了。

這段時間集成電路的飛速發展，讓處理器從内到外都發生了比較大的變化，即便英特爾的80486系列處理器前前後後就有各種不同封裝和形态。

到後來，原有的陶瓷頂蓋變得不能完全滿足散熱的需要了，CPU頂蓋上出現了被動散熱片的身影。

PGA封裝方式開始更大規模應用，最顯然易見的變化是，處理器的針腳不隻有一圈，方陣形插針沿芯片的四周間隔一定距離排列，可以圍成數圈。同時還出現了CPU的專用插座，來滿足PGA封裝的CPU在安裝和拆卸上的要求，用于金屬針腳的插座雛形就出現了。

到了Pentium處理器的時候，英特爾在部分型号的CPU上使用了金屬頂蓋加強散熱，一般使用的是材質是銅，所以看起來金燦燦的。這種處理器數量并不多，而且大多數是向OEM廠商供應。

還有部分Pentium處理器使用了PPGA封裝，英文全稱為“Plastic Pin Grid Array”，是塑針栅格陣列的縮寫。這些處理器除了有插入插座的針腳。為了提高熱傳導性，CPU頂蓋使用了鍍鎳銅質的金屬，同時芯片底部的針腳是鋸齒形排列的。針腳的排列方式使得處理器隻能以一種方式插入插座，外表上來說，和今天我們看到的處理器已經比較接近了。

Pentium處理器和80486系列處理器一樣，有各種不同封裝和形态，來滿足特定客戶或用途的需要，比較雜亂繁多。

在Pentium MMX/Pro處理器時期，金屬頂蓋開始普及，看到陶瓷頂蓋的機會越來越少了。

在這期間，英特爾為了一些老用戶平台升級方便，推出了Pentium OverDrive升級套件（80486/Pentium/Pentium II處理器都有類似的升級套件），直接把散熱器及風扇作為了處理器的頂蓋，而有的風扇甚至是從處理器插座中取電，所以不會看到風扇的電線。

這個時期CPU整個形态變化會比較大，發展速度比較快，使用多年的陶瓷頂蓋要被淘汰了。

“S.E.C.C.”全稱“Single Edge Contact Cartridge”，是單邊接觸卡盒的縮寫。為了與主闆連接，處理器被插入一個插槽。它不使用針腳，而是使用“金手指”觸點，處理器使用這些觸點來傳遞信号。S.E.C.C. 被一個金屬殼覆蓋，這個殼覆蓋了整個卡盒組件的頂端。卡盒的背面是一個熱材料鍍層，充當了散熱器。S.E.C.C. 内部，大多數處理器有一個被稱為基體的印刷電路闆連接起處理器、二級高速緩存和總線終止電路。（當時二級緩存并不集成在Die裡面）

S.E.C.C.2 封裝與 S.E.C.C. 封裝相似，除了S.E.C.C.2 使用更少的保護性包裝并且不含有導熱鍍層。

這段時期的大部分Pentium II、早期的Pentium III、Pentium II Xeon、Pentium III Xeon系列處理器使用的這種像遊戲卡帶的插座（Slot1/Slot2插槽），封裝特殊的結構造就了一個非常特别的由芯片、其附屬電路和散熱器結合而成的處理器頂蓋。包括AMD早期的K7處理器，也是相似的結構。

這是出于英特爾對壟斷考慮，及集成電路制造工藝限制造成的。這種龐大且複雜的方式顯然不能長久，當突破了技術的瓶頸，CPU的頂蓋突然又走到了另一個極端：沒有了。

Pentium III處理器由Katmai核心變成Coppermine核心的時候，Pentium III的樣子發生了翻天覆地的變化，就好像是完全不同的新産品。除了重回插座（Socket 370插座），使用了FC-PGA封裝，整個Die裸露在外，完全沒有了頂蓋。

這種結構很直接，一定程度上也有利于散熱（參照近幾年的開蓋），但事實上很容易把Die壓壞。同時随着晶體管密度更高，積熱情況也更嚴重，如何更有效讓積熱散去成了另外一個問題。AMD很快也跟進了，在桌面級别處理器上使用類似方式的時間比英特爾還更長一些。

在這個時期處理器頂蓋已經在設計上迎合了主動散熱的需要。

英特爾在早期使用Socket 423插座，Willamette核心的Pentium 4處理器上做了一個大膽的嘗試，采用了OOI封裝。這種方式使用了反轉芯片設計，其中Die朝下附在基體上，實現更好的信号完整性、更有效的散熱，同時開始使用了集成式散熱器器 (IHS)。集成式散熱器是在生産時直接安裝到處理器片上的。

由于IHS與Die之間有很好的熱接觸并且提供了更大的表面積以更好地發散熱量，所以顯著地增加了熱傳導。

Pentium III處理器再一次成為了小白鼠，也造就了一代名作Tualatin（圖拉丁）核心。Coppermine-T核心和Tualatin核心的Pentium III處理器上也相繼使用了我們現在很熟悉的集成式散熱器 (IHS)，包括使用Socket 478插座的Pentium 4處理器，都采用了這種被稱為FC-PGA2的封裝方式。

這種處理器頂蓋的結構離我們現在的認知更近了一步。

這時期英特爾處理器轉向了LGA 775插座，而處理器使用了PLGA封裝，這是“Plastic Land Grid Array”的縮寫，即塑料焊盤栅格陣列封裝。由于沒有使用針腳，而是使用了細小的點式接口，所以PLGA封裝明顯比以前的FC-PGA2等封裝具有更小的體積、更少的信号傳輸損失和更低的生産成本，可以有效提升處理器的信号強度、提升處理器頻率，同時也可以提高處理器生産的良品率、降低生産成本。

随着底座改成觸點式，這時期處理器頂蓋已經和我們現在的結構趨于一緻了。

LGA 115X插座開始，處理器頂蓋從外觀上看，基本變化不大，結構也差不多，一直沿用至今。實際上細微的差别和變化是存在的。

例如處理器頂蓋有采用圓角的（上圖），也有直角的（下圖），但更多的隻是不同晶圓廠生産線或批次不同造成的。

現在新款處理器上的PCB闆在不知不覺中變得越來越薄，如果沒有放一起比較，大概很多人都不會發現，擺一起這種變化就很明顯了。

前些年一直有讨論關于英特爾為何不再使用釺焊，事實上越來越小的芯片面積和越來越薄的電路闆（PCB）是主要原因，會使得釺焊難度加大。

不過近兩代的酷睿由于發熱量增大，英特爾重新使用了釺焊工藝頂蓋，以金屬材料代替矽脂後，熱傳導的效率大大提升，有助于CPU更好、更穩定的性能表現。

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