新型功率半导体决胜关键:智威科技凭超高散热封装GaN氮化镓脱颖而出

2025-10-23 17:19:50

化合物半导体(Compound Semiconductor,SiC/GaN)凭借优越节能效果,已成为未来功率半导体发展焦点,预期今后几年年复合成长率(CAGR)可达35%以上。然而,尽管其从磊晶成长到元件制作的技术与应用均已突破,散热及封装型式问题仍导致应用效果远不符产业期待,成长性大打折扣。

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智威科技董事长钟鹏宇说,透过材料与制程创新,以系统性思维打造功率半导体新封装技术平台。(图片来源:智威科技)

 

尤其GaN功率元件,因材料散热系数较差及结构因素,虽具高频特性佳、成本潜力优势,市场占有率仍不高,甚至远逊于SiC(碳化硅)。智威科技董事长钟鹏宇指出,解决此问题仅靠芯片优化远远不够,需从先进封装切入,这也是全球主要竞争者重点布局领域。目前,智威科技已凭独家先进封装技术解决散热及耗能问题,并布局全球第三代半导体大厂。

 

钟鹏宇表示,现有封装形式的核心痛点,常见封装形式(如附图一所示)存在两大关键问题:(1)仅单面有金属连接,无法实现双面散热;(2)金属导接接点(PAD)分散,后续銲接基板或组装模块时,易因导接不良导致性能、散热受损,甚至直接失效。

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附图型式一:常见的两种现有封装形式

 

智威科技(Zowie Technology)透过材料与制程创新,以系统性思维打造功率半导体新封装技术平台,优化从芯片到系统的每一层接点(Joints),并导入全新材料,将GaN芯片优势发挥至极致。该技术不仅是功率元件封装及模块(Power Component and Module Packaging)领域的创新改变,更是产业典范移转(Paradigm shift)的重要里程碑。

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附图型式二:智威的先进封装形式

 

其核心技术特色包括:

1. 芯片导接方式革新:采用大面积銲接(soldering),取代传统打线(wire bonding)导接,大幅提升导电率与热传导效率,经实测对SiC效能的提升可达50-100%;

2. 散热基板设计升级:使用全面积高散热铜基板,且芯片上下两面均直接导接铜基板(DCB),实现最佳散热模式。其中,智威封装散热基板面积比(高散热基板面积/封装面积)高达150-180%,相较传统封装的40-120%大幅提升,散热效果显著优化。

如附图二所示,智威科技的「型式一封装」已解决两面散热问题,「型式二封装」则透过优化连接Pad,大幅提升性能与可靠度。该技术除整合复杂高频特性设计外,更导入最新材料,最终实现性能突破。

目前,智威科技该系列封装产品已完成国际大厂认证,证实其散热效果远优于现有所有封装技术,甚至突破长期以来无法通过的车用温度测试。未来,产品将广泛应用于车用、服务器电源等高可靠度要求的高成长性市场。

钟鹏宇指出,智威科技以该特殊高散热叠层封装技术为核心,持续拓展新应用,并透过合作伙伴为电子业发展提供贡献,目前已有多项成熟应用落地:铝电解固态叠层式电容:已顺利量产,月产量达500万颗,且正积极扩厂;AI芯片周边电容解决方案:凭借单位体积超高容值设计,解决AI芯片周边空间问题,其中820uF规格(现市场主力规格为470/560uF)已导入客户应用并量产出货;全球独创规格:1,000uF规格电容已正式推出,正进入客户测试认证阶段,这也是新型功率半导体的决胜关键。-

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