嵌入式PCB半導(dǎo)體技術(shù)全解析| 設(shè)計(jì)理念、基本構(gòu)型、半導(dǎo)體材料與技術(shù)、工藝制程、應(yīng)用實(shí)例及未來(lái)展望

以下內(nèi)容發(fā)表在「SysPro電力電子技術(shù)^EE」知識(shí)星球

- 關(guān)于PCB嵌入式功率半導(dǎo)體技術(shù)方案的介紹

導(dǎo)語(yǔ)：最近了解了Fraunhofer等公司關(guān)于SiC嵌入式PCB產(chǎn)品技術(shù)方案的專(zhuān)題報(bào)告，我準(zhǔn)備用幾篇文章對(duì)這一技術(shù)方向面臨的挑戰(zhàn)，以及關(guān)鍵的技術(shù)細(xì)節(jié)做一些總結(jié)，希望能給行業(yè)同仁帶來(lái)些參考和幫助。

隨著科技的飛速發(fā)展，嵌入式半導(dǎo)體PCB技術(shù)在電力電子領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛，正成為推動(dòng)行業(yè)進(jìn)步的關(guān)鍵力量。接下來(lái)，我會(huì)從嵌入式功率半導(dǎo)體的創(chuàng)新情況、設(shè)計(jì)理念、基本構(gòu)型、半導(dǎo)體材料與技術(shù)、工藝細(xì)節(jié)、應(yīng)用實(shí)例以及未來(lái)展望等方面進(jìn)行下簡(jiǎn)要概述。

1. 嵌入式功率半導(dǎo)體的創(chuàng)新情況

2. 設(shè)計(jì)的理念與考慮因素

3. 半導(dǎo)體材料選擇與技術(shù)方案

4. 工藝細(xì)節(jié)與嵌入技術(shù)

5. 應(yīng)用實(shí)例與成果展示

6. 未來(lái)展望

注: 本篇為引導(dǎo)文，完整內(nèi)容會(huì)在知識(shí)星球發(fā)布(點(diǎn)擊文末"閱讀原文")

嵌入式功率半導(dǎo)體的創(chuàng)新情況

圖片來(lái)源：Fraunhofer

據(jù)調(diào)研，在歐洲已經(jīng)有多家公司，在嵌入式功率半導(dǎo)體領(lǐng)域取得了顯著成果。例如我們前段時(shí)間談的Schweizer的智能p2 Pack?，將英飛凌的S-Cell 1200 V CoolSiC? Gen2p芯片集成到PCB中，顯著改善開(kāi)關(guān)行為、降低功率損失并優(yōu)化散熱，與傳統(tǒng)解決方案相比，性能提升了高達(dá)60%。| SysPro備注，相關(guān)文章：英飛凌的1200V芯片嵌入PCB解決方案 + Schweizer的技術(shù)核心

圖片來(lái)源：Schweizer

|SysPro備注：關(guān)于芯片內(nèi)嵌式PCB的全球產(chǎn)業(yè)化布局情況我們正在梳理，會(huì)有專(zhuān)題報(bào)告，請(qǐng)持續(xù)關(guān)注，部分信息會(huì)在「SysPro 電力電子技術(shù)^EE」知識(shí)星球中發(fā)布。

02

設(shè)計(jì)的理念與考慮因素

作為功率半導(dǎo)體設(shè)計(jì)、應(yīng)用工程師的我們，想要將嵌入式功率半導(dǎo)體概念走向產(chǎn)業(yè)化，除了在考慮電力電子應(yīng)用中的熱學(xué)和電學(xué)方面的學(xué)科及除外，更重要的是要始終秉持著創(chuàng)新與實(shí)用的理念。

03

半導(dǎo)體材料選擇與技術(shù)方案

半導(dǎo)體是現(xiàn)代電子電路的基礎(chǔ)，其在電力電子領(lǐng)域的應(yīng)用尤為廣泛。碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）等第三代半導(dǎo)體材料因其耐高壓、耐高溫、高頻和高熱導(dǎo)率性能，成為嵌入式功率半導(dǎo)體的理想選擇。這些材料不僅提高了MOSFET、IGBT等功率器件的工作頻率和耐壓容量，還極大地提升了設(shè)備的功率密度和綜合性能。那么，選擇不同的半導(dǎo)體材料有什么講究？會(huì)帶來(lái)怎樣的優(yōu)勢(shì)呢？

圖片來(lái)源：Fraunhofer

04

工藝細(xì)節(jié)與嵌入技術(shù)

在嵌入式半導(dǎo)體PCB技術(shù)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，采用了多種先進(jìn)的工藝方法。例如，通過(guò)高電流PCB基板嵌入陶瓷材料，結(jié)合銀漿點(diǎn)膠居中拓?fù)浼夹g(shù)，實(shí)現(xiàn)了芯片與基板的緊密連接。此外，還采用了多層布線技術(shù)和激光微孔技術(shù)，以確保信號(hào)傳輸?shù)母咝院涂煽啃浴＿@些工藝方法不僅提高了產(chǎn)品的性能，還降低了生產(chǎn)成本，為大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。詳細(xì)內(nèi)容，我們后續(xù)同樣會(huì)在「SysPro 電力電子技術(shù)^EE」中進(jìn)一步說(shuō)明。

05

應(yīng)用實(shí)例與成果展示

關(guān)于嵌入式半導(dǎo)體PCB技術(shù)研究成果已經(jīng)在多個(gè)領(lǐng)域得到了應(yīng)用。例如，在電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域，嵌入式功率模塊顯著提高了驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的效率和性能；在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，嵌入式功率技術(shù)為高效電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和變頻器提供了有力支持。如下圖所示某芯片嵌入式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)+行星排減速器方案，很緊湊的一個(gè)技術(shù)方案。|SysPro備注：相關(guān)信息正在收集、整合中。

06

未來(lái)展望

圖片來(lái)源：Fraunhofer

以上內(nèi)容為關(guān)于嵌入式半導(dǎo)體PCB技術(shù)全面解析(引導(dǎo)文)，包括設(shè)計(jì)理念、基本構(gòu)型、半導(dǎo)體材料與技術(shù)、工藝細(xì)節(jié)、應(yīng)用實(shí)例以及未來(lái)展望。后續(xù)會(huì)對(duì)上述提到的幾點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行展開(kāi)，完整內(nèi)容陸續(xù)在「SysPro 電力電子技術(shù)^EE」知識(shí)星球發(fā)布，歡迎進(jìn)一步查閱、學(xué)習(xí)，希望有所幫助！

[1] 創(chuàng)新芯片嵌入技術(shù)推動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展：英飛凌SiC芯片嵌入技術(shù)(☆☆☆☆☆)

[2] Schweizer 先進(jìn)嵌入式PCB技術(shù)在不同應(yīng)用領(lǐng)域中的創(chuàng)新應(yīng)用(☆☆☆☆☆, 16頁(yè))

[3] PCB技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)與嵌入式技術(shù)在PCB中的應(yīng)用(☆☆☆☆☆, 37頁(yè))

[4-EE星球] Schweizer Electronic AG在48V及未來(lái)高壓芯片嵌入技術(shù)方面的突破性進(jìn)展和路線圖(☆☆☆☆☆, 23頁(yè))

[5-EE星球] Schweizer Electronic AG的嵌入式PCB技術(shù)常見(jiàn)問(wèn)題解答（FAQs）(☆☆☆☆☆, 40頁(yè))

[6-EE星球] 功率半導(dǎo)體在PCB中的嵌入式技術(shù)深度解析 (☆☆☆☆☆)

[7-EE星球] 功率芯片嵌入技術(shù)在PCB中的應(yīng)用實(shí)現(xiàn) (☆☆☆☆☆)

備注：報(bào)告4/5/6/7在「SysPro電力電子技術(shù)」星球中發(fā)布（高階成長(zhǎng)星球，文末有介紹）

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