第三代半導體功率模組封裝技術:如何發揮SiC/GaN的極致性能?

碳化矽(SiC)與氮化鎵(GaN)等寬能隙半導體材料,正加速導入電動車、AI伺服器電源、再生能源等應用。然而,要發揮這些材料的極致性能,封裝技術是關鍵瓶頸。

寬能隙半導體的封裝挑戰

  • 高溫操作:SiC可達200℃以上,傳統錫膏焊接難以承受
  • 高功率密度:單位面積功率輸出高,散熱需求嚴苛
  • 高開關頻率:GaN可達MHz等級,寄生電感影響顯著
  • 可靠性要求:車用應用需通過嚴苛的溫度循環測試

先進封裝技術

日月光、矽品等封測廠開發多項解決方案:

  • 銀燒結技術:可承受高溫,導熱性優於錫膏,已廣泛應用於SiC模組
  • 銅燒結技術:成本低於銀,具備優異導電導熱性能,正加速導入
  • 直接覆銅(DBC)基板:提供良好散熱與絕緣性能
  • 模塑互連基板(MIS):可降低寄生電感,適合高頻應用

隨著電動車滲透率提升,功率模組封裝市場預計2030年達50億美元,成為封測廠商的重要成長動能。