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智威科技以高效散熱封裝技術脫穎而出 引領GaN氮化鎵應用新時代

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【警政時報 薛秀蓮 /新北報導】化合物半導體(Compound Semiconductor,SiC/GaN)憑藉優越節能效果,已成為未來功率半導體發展焦點,預期今後幾年年複合成長率(CAGR)可達35%以上。然而,儘管其從磊晶成長到元件製作的技術與應用均已突破,散熱及封裝型式問題仍導致應用效果遠不符產業期待,成長性大打折扣。

智威科技董事長鍾鵬宇,透過材料與製程創新以系統性思維打造功率半導體新封裝技術平台。(圖/智威科技 提供)
智威科技董事長鍾鵬宇,透過材料與製程創新以系統性思維打造功率半導體新封裝技術平台。(圖/智威科技 提供)

尤其GaN功率元件,因材料散熱係數較差及結構因素,雖具高頻特性佳、成本潛力優勢,市場佔有率仍不高,甚至遠遜於SiC(碳化矽)。智威科技董事長鍾鵬宇指出,解決此問題僅靠晶片優化遠遠不夠,需從先進封裝切入,這也是全球主要競爭者重點佈局領域。目前,智威科技已憑獨家先進封裝技術解決散熱及耗能問題,並布局全球第三代半導體大廠。

鍾鵬宇表示,現有封裝形式的核心痛點,常見封裝形式(如附圖一所示)存在兩大關鍵問題:(1)僅單面有金屬連接,無法實現雙面散熱;(2)金屬導接接點(PAD)分散,後續銲接基板或組裝模組時,易因導接不良導致性能、散熱受損,甚至直接失效。

智威科技(Zowie Technology)透過材料與製程創新,以系統性思維打造功率半導體新封裝技術平台,優化從晶片到系統的每一層接點(Joints),並導入全新材料,將GaN晶片優勢發揮至極致。該技術不僅是功率元件封裝及模組(Power Component and Module Packaging)領域的創新改變,更是產業典範移轉(Paradigm shift)的重要里程碑。

常見的兩種現有封裝形式。(圖/智威科技 提供)
常見的兩種現有封裝形式。(圖/智威科技 提供)

 其核心技術特色包括:

晶片導接方式革新:採用大面積銲接(soldering),取代傳統打線(wire bonding)導接,大幅提升導電率與熱傳導效率,經實測對SiC效能的提升可達50-100%。

散熱基板設計升級:使用全面積高散熱銅基板,且晶片上下兩面均直接導接銅基板(DCB),實現最佳散熱模式。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150-180%,相較傳統封裝的40-120%大幅提升,散熱效果顯著優化。

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」則透過優化連接Pad,大幅提升性能與可靠度。該技術除整合複雜高頻特性設計外,更導入最新材料,最終實現性能突破。

智威的先進封裝形式。(圖/智威科技 提供)
智威的先進封裝形式。(圖/智威科技 提供)

目前,智威科技該系列封裝產品已完成國際大廠認證,證實其散熱效果遠優於現有所有封裝技術,甚至突破長期以來無法通過的車用溫度測試。未來,產品將廣泛應用於車用、伺服器電源等高可靠度要求的高成長性市場。

鍾鵬宇指出,智威科技以該特殊高散熱疊層封裝技術為核心,持續拓展新應用,並透過合作夥伴為電子業發展提供貢獻,目前已有多項成熟應用落地:鋁電解固態疊層式電容:已順利量產,月產量達500萬顆,且正積極擴廠;AI晶片周邊電容解決方案:憑藉單位體積超高容值設計,解決AI晶片周邊空間問題,其中820uF規格(現市場主力規格為470/560uF)已導入客戶應用並量產出貨;全球獨創規格:1,000uF規格電容已正式推出,正進入客戶測試認證階段,這也是新型功率半導體的決勝關鍵。

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