異質整合-氮化鎵功率開關與矽製程驅動電路
最後更新日期 2026-07-30
- 課程分類:先進製程IC設計人才培育計畫_晶片前瞻技術模組教材 / 114年度
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由於第三代半導體氮化鎵(GaN)開關元件的迅速發展,許多電力電子應用應運而生。特別是在過去幾年,電動車與AI伺服器電源供應器的成長,使得氮化鎵(GaN)開關元件得到了嶄新的成長動力。氮化鎵(GaN)開關元件相較於傳統的矽基元件,具有導通電阻較小與寄生電容較小的顯著優勢,低導通電阻能有效減少開關元件在高電流運行時的功率損耗,提升整體能效。而較小的寄生電容則使得開關速度更快,因此磁性元件體積而夠大幅縮小,進而提高電源轉換器的功率密度。
然而,氮化鎵(GaN)開關元件的閘級較為脆弱,在開關切換時,容易因寄生電感引起的震盪而遭受擊穿。傳統晶片封裝採用打線方式引出接腳,會產生較大的寄生電感,使矽基閘級驅動電路無法安全驅動 GaN 開關。較先進的晶片尺寸封裝(CSP)雖能降低晶片本身的寄生電感,但印刷電路板(PCB)走線的寄生電感仍然導致切換震盪。為了進一步降低寄生電感,近年來封裝技術逐步走向異質整合,將矽裸晶與GaN裸晶封裝於同一模組內,以提升系統的切換穩定性。
本模組將向學生介紹氮化鎵(GaN)功率開關受寄生電感影響的限制,並進一步探討晶圓封裝技術的發展歷程,最終帶入現今的異質整合封裝技術。
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更新時間 2026-07-30 15:52:53
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