新型功率半導(dǎo)體決勝關(guān)鍵：智威科技憑超高散熱封裝GaN氮化鎵脫穎而出
化合物半導(dǎo)體（Compound Semiconductor，SiC/GaN）憑借優(yōu)越節(jié)能效果，已成為未來功率半導(dǎo)體發(fā)展焦點，預(yù)期今后幾年年復(fù)合成長率（CAGR）可達(dá)35%以上。然而，盡管其從磊晶成長到元件制作的技術(shù)與應(yīng)用均已突破，散熱及封裝型式問題仍導(dǎo)致應(yīng)用效果遠(yuǎn)不符產(chǎn)業(yè)期待，成長性大打折扣。
智威科技董事長鐘鵬宇說，透過材料與制程創(chuàng)新，以系統(tǒng)性思維打造功率半導(dǎo)體新封裝技術(shù)平臺。(圖片來源:智威科技)
尤其GaN功率元件，因材料散熱系數(shù)較差及結(jié)構(gòu)因素，雖具高頻特性佳、成本潛力優(yōu)勢，市場占有率仍不高，甚至遠(yuǎn)遜于SiC（碳化硅）。智威科技董事長鐘鵬宇指出，解決此問題僅靠芯片優(yōu)化遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，需從先進(jìn)封裝切入，這也是全球主要競爭者重點布局領(lǐng)域。目前，智威科技已憑獨家先進(jìn)封裝技術(shù)解決散熱及耗能問題，并布局全球第三代半導(dǎo)體大廠。
鐘鵬宇表示，現(xiàn)有封裝形式的核心痛點，常見封裝形式（如附圖一所示）存在兩大關(guān)鍵問題：(1)僅單面有金屬連接，無法實現(xiàn)雙面散熱；(2)金屬導(dǎo)接接點（PAD）分散，后續(xù)銲接基板或組裝模塊時，易因?qū)Ы硬涣紝?dǎo)致性能、散熱受損，甚至直接失效。
附圖型式一：常見的兩種現(xiàn)有封裝形式
智威科技（Zowie Technology）透過材料與制程創(chuàng)新，以系統(tǒng)性思維打造功率半導(dǎo)體新封裝技術(shù)平臺，優(yōu)化從芯片到系統(tǒng)的每一層接點（Joints），并導(dǎo)入全新材料，將GaN芯片優(yōu)勢發(fā)揮至極致。該技術(shù)不僅是功率元件封裝及模塊（Power Component and Module Packaging）領(lǐng)域的創(chuàng)新改變，更是產(chǎn)業(yè)典范移轉(zhuǎn)（Paradigm shift）的重要里程碑。
附圖型式二：智威的先進(jìn)封裝形式
其核心技術(shù)特色包括：
1. 芯片導(dǎo)接方式革新：采用大面積銲接（soldering），取代傳統(tǒng)打線（wire bonding）導(dǎo)接，大幅提升導(dǎo)電率與熱傳導(dǎo)效率，經(jīng)實測對SiC效能的提升可達(dá)50-100%；
2. 散熱基板設(shè)計升級：使用全面積高散熱銅基板，且芯片上下兩面均直接導(dǎo)接銅基板（DCB），實現(xiàn)最佳散熱模式。其中，智威封裝散熱基板面積比（高散熱基板面積/封裝面積）高達(dá)150-180%，相較傳統(tǒng)封裝的40-120%大幅提升，散熱效果顯著優(yōu)化。
如附圖二所示，智威科技的「型式一封裝」已解決兩面散熱問題，「型式二封裝」則透過優(yōu)化連接Pad，大幅提升性能與可靠度。該技術(shù)除整合復(fù)雜高頻特性設(shè)計外，更導(dǎo)入最新材料，最終實現(xiàn)性能突破。
目前，智威科技該系列封裝產(chǎn)品已完成國際大廠認(rèn)證，證實其散熱效果遠(yuǎn)優(yōu)于現(xiàn)有所有封裝技術(shù)，甚至突破長期以來無法通過的車用溫度測試。未來，產(chǎn)品將廣泛應(yīng)用于車用、服務(wù)器電源等高可靠度要求的高成長性市場。
鐘鵬宇指出，智威科技以該特殊高散熱疊層封裝技術(shù)為核心，持續(xù)拓展新應(yīng)用，并透過合作伙伴為電子業(yè)發(fā)展提供貢獻(xiàn)，目前已有多項成熟應(yīng)用落地：鋁電解固態(tài)疊層式電容：已順利量產(chǎn)，月產(chǎn)量達(dá)500萬顆，且正積極擴廠；AI芯片周邊電容解決方案：憑借單位體積超高容值設(shè)計，解決AI芯片周邊空間問題，其中820uF規(guī)格（現(xiàn)市場主力規(guī)格為470/560uF）已導(dǎo)入客戶應(yīng)用并量產(chǎn)出貨；全球獨創(chuàng)規(guī)格：1,000uF規(guī)格電容已正式推出，正進(jìn)入客戶測試認(rèn)證階段，這也是新型功率半導(dǎo)體的決勝關(guān)鍵。-
