森国科丨破局“SiC封装瓶颈”:PCB嵌入式<span style='color:red'>3D封装</span>如何引领SiC进入系统集成新时代
  在碳化硅(SiC)技术飞速发展的今天,我们正面临一个关键的转折点:芯片本身的卓越性能,正日益被传统封装的寄生参数和热管理瓶颈所制约。要实现电力电子系统在效率、功率密度和可靠性上的再一次飞跃,必须从“封装”这一基础环节进行革命。PCB嵌入式3D封装技术,正是破局的关键。而森国科最新量产出货的KC027Z07E1M2(SiC S-Cell),作为该技术的成熟载体,标志着我们正从简单的“器件替换”迈入深度的“系统重构”时代。  01 技术基石:为何PCB嵌入式3D封装是必然趋势?  PCB嵌入式3D封装,是一种将半导体裸芯片(Bare Die)直接埋入印制电路板(PCB)内部的先进集成技术。它不同于将封装好的器件焊接在板卡表面,而是让芯片成为PCB的一个“内部层”,从而实现系统级的性能优化。  其核心优势体现在三个根本性突破上:  电气性能的跃迁:实现“最短”功率回路  通过芯片与PCB内部铜层的直接三维互连,彻底消除了传统封装中键合线(Bonding Wire)和长距离引线带来的寄生电感和电阻。这使得开关过程中的电压过冲和能量损耗(EON, EOFF)大幅降低,允许系统工作在更高的频率,同时显著改善电磁干扰(EMI)性能。这对于追求极致效率的应用至关重要。  热管理的革命:从“点”散热到“面”散热  传统封装热量只能通过芯片底部单一路径传导。嵌入式封装实现了双面甚至多面散热,芯片产生的热量可以通过上下方大量的导热过孔(Thermal Vias)迅速传导至PCB大面积铜层,再高效散出。这带来了极高的散热效率,直接提升了系统的长期可靠性和峰值功率输出能力。  系统架构的重构:迈向高度集成化与小型化  此技术为一个集成平台,而非单一器件。它允许将直流母排、驱动电路、无源元件乃至电流采样单元(如嵌入式分流器)与功率芯片共同集成于同一基板。这极大简化了系统结构,减少了互联接口,提升了生产一致性与功率密度,为终极的轻量化、小型化设计奠定了基础。  02 广阔前景:嵌入式SiC将赋能哪些前沿领域?  上述技术优势,精准命中了下游高端应用对电源系统的核心诉求,市场前景极为广阔。  新能源汽车与泛新能源领域:  在电动汽车的主驱逆变器、车载充电机(OBC)中,嵌入式SiC能进一步提升效率,延长续航,同时减小系统体积和重量。在光伏逆变器、储能变流器中,其高可靠性和高效率是提升发电效益的  AI服务器与算力中心:  单机柜功率密度持续攀升,对供电单元(PSU)和散热提出极致要求。嵌入式SiC的高频、高效和高功率密度特性,是构建下一代超高效、高密度服务器电源和GPU加速卡直接供电(Point-of-Load)方案的基石。  低空飞行器(eVTOL)与航空航天:  重量即生命线。嵌入式SiC的轻量化和小型化优势直接转化为更长的航程和更高的载重。其卓越的散热能力和在极端温度下的稳定性(如规格书中Tvjop max=175℃),是飞行安全与可靠性的根本保障。  智能充电网络:  直流快充桩对功率密度和效率的追求永无止境。利用该技术可打造更紧凑、更高效的充电模块,缩短充电时间,提升运营效益。  03 森国科推出的KC027Z07E1M2 SiC S-Cell,正是上述技术理念的成功实践。它并非一个抽象概念,而是一款已经量产的、具备优异性能的已经用于PCB 嵌入式3D封装的650V/27mΩ SiC MOSFET:  卓越的芯片性能:  其芯片本身具备低栅极电荷(Qg=120nC)和快速开关特性(tr=28ns, tf=22ns),为高频高效运行提供了基础。其体二极管也具有快速反向恢复特性(trr=17ns),适用于桥式电路;  量化封装优势:  规格书中0.36°C/W的极低结壳热阻(RthJC)是其双面散热能力的直接证明,确保了在高负载下的稳定输出(如Tc=100°C时Id达64A)。板上集成母排和逻辑的设计,使其实现了“易于互连、改善回路电阻、小型化”的系统级优势。  森国科SiC S-Cell的量产,标志着PCB嵌入式3D封装技术已从实验室走向产业化。它解决了SiC技术向更高阶应用发展时的核心瓶颈,为新能源汽车、算力基建、低空经济等前沿领域提供了实现其苛刻目标的钥匙。随着这种系统级集成理念的普及,我们有理由相信,电力电子技术将进入一个性能飙升、形态重构的新纪元,而森国科已通过SiC S-Cell在此赛道上占据了有利位置。
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发布时间:2026-01-23 10:58 阅读量:364 继续阅读>>
2.5D封装和<span style='color:red'>3D封装</span>的区别
  2.5D封装和3D封装是两种重要的技术发展趋势,它们对于提高电子产品性能、减小尺寸、降低功耗等方面都具有重要意义。封装技术的不断演进推动了电子行业的发展,并为各种应用场景带来了更多可能性。  1. 定义  2.5D封装是一种介于传统2D封装和全面的3D封装之间的中间形式。在2.5D封装中,多个芯片或器件被整合在同一个封装内,但这些芯片并不直接堆叠在一起,而是通过硅互连层或基板进行连接。这种封装结构可以实现更高的集成度和性能优化,同时又相对容易制造,成本较低。  与2.5D封装相比,3D封装更加先进和复杂。在3D封装中,多个芯片或器件被垂直堆叠在一起,通过封装材料或硅互联层进行互连。这种垂直堆叠的设计使得封装结构更加紧凑,信号传输路径更短,从而提高了性能和功耗效率。  2. 工艺流程  2.5D封装工艺流程  制备基板:选择合适的基板材料,进行表面处理和图形图案设计。  芯片定位:将芯片按照设计要求固定在基板上。  金线键合:使用金属线将芯片和基板上的焊盘连接。  封装成型:对整体进行封装成型,保护芯片和连接线路。  3D封装工艺流程  Wafer thinning:对芯片进行薄化处理,减小厚度以便堆叠。  TSV制造:在芯片上制造Through-Silicon Vias,用于实现垂直互连。  堆叠组装:将多个薄化后的芯片堆叠在一起,通过TSV进行互连。  封装封装:对整体进行封装,保护堆叠的芯片和连接线路。  3. 技术特点  2.5D封装特点  高度集成:多个芯片在同一封装内,提高了系统整体的集成度。  低成本:相比3D封装,2.5D封装制造成本更低。  易于设计:设计难度相对较低,对设计人员的要求也较低。  3D封装特点  更高性能:垂直堆叠结构缩短了信号传输路径,提高了系统性能。  更小尺寸:相同功能的芯片堆叠在一起,封装尺寸更小。  更低功耗:优化的堆叠布局和互连设计减小功耗。  4. 应用领域  2.5D封装应用  数据中心:用于高性能计算、人工智能等领域的服务器和处理器。  网络通信:提高网络设备的处理速度和带宽。  汽车电子:应用于汽车雷达、驾驶辅助系统等模块。  3D封装应用  移动设备:手机、平板电脑等消费类电子产品,提高性能和降低功耗。  医疗领域:医疗影像设备、植入式医疗器械等需求高性能和小尺寸的设备。  5. 优缺点分析  2.5D封装优点  生产成本低:相比3D封装成本更低。  设计容易:对设计人员要求较低。  高度集成:提高了整体系统的集成度。  2.5D封装缺点  性能局限:相比3D封装,性能提升有限。  散热困难:集成度增加可能带来散热问题。  信号干扰:多个芯片在同一封装内可能引起信号干扰。  3D封装优点  更高性能:性能提升明显。  更小尺寸:封装尺寸更小。  低功耗:通过优化互连设计减小功耗。  3D封装缺点  制造复杂:制造工艺较为复杂,技术门槛高。  成本高昂:制造成本相对较高。  设计难度大:对设计人员要求高。
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发布时间:2024-12-10 11:19 阅读量:1920 继续阅读>>

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