破局SiC高频寄生电感难题，派恩杰推出嵌入式封装方案

电子发烧友网综合报道 嵌入式封装，在当前功率模块正在往更高功率密度，更高效率的趋势下，成为了行业内一个重要的技术趋势。近期国内功率半导体厂商派恩杰也基于嵌入式封装技术推出了功率模块解决方案。

纬湃科技此前在一场研讨会上表示，在电气性能方面，PCB具有天然的优势，比如可以进行多层布线，通过控制线间距及层间距减少EMC的影响；PCB使用的绝缘材料可以满足400V至1000V高压绝缘的要求；埋入PCB的电子器件可以通过高散热材料和合理的散热层设计达到优秀的散热性能。因此PCB嵌入功率芯片的技术用于功率模块封装具有极大的性能潜力。

根据纬湃的技术评估数据，首先在通过电流的能力上，传统封装的功率模块大概是每29平方毫米芯片101A，而PCB嵌入式功率模块中每29平方毫米芯片是142A，单位通流能力提升约40%，这也意味着相同电流输出的情况下，功率芯片用量可以减少三分之一。在相同的功率输出要求下，功率模块的物料成本可以降低20%。

具体到逆变器的应用中，以800V逆变器、采用SiC功率芯片为例，逆变器采用嵌入式封装SiC模块后，相比采用框架式封装的SiC模块，逆变器的WLTC循环损耗减少60%，同时还能降低逆变器尺寸。

长期以来，传统 Si 基功率模块普遍采用引线键合二维平面封装，凭借低成本、工艺成熟的优势占据主流市场。但其核心短板 —— 寄生电感居高不下，在 SiC MOSFET 普及后愈发凸显：传统 62mm 功率模块寄生电感高达 20nH，而 SiC MOSFET 的开关频率是 Si IGBT 的 5~10 倍，对寄生电感的敏感度呈指数级提升，直接引发功率回路与驱动回路双重风险。​

在功率回路中，高频开关下寄生电感与器件寄生电容形成谐振回路，产生高频振荡；SiC 的高 di/dt 特性还会诱使寄生电感产生电压过冲，不仅增加额外损耗，更可能突破器件耐受电压阈值导致失效。在驱动回路中，寄生电感产生的感应电压会拖慢驱动电压响应速度，限制 SiC 高速开关优势的发挥；同时引发栅极电压振荡，加剧桥臂串扰、误开通风险，缩短栅氧层寿命，叠加功率回路损耗后，模块散热压力急剧增大，成为高频应用场景的核心瓶颈。​

当传统封装无法适配 SiC 器件的性能潜力时，嵌入式封装（Chip Embedded Package）作为全新互连方案应运而生，以 “消除键合线” 为核心突破，成为解决寄生电感问题的关键路径。

派恩杰嵌入式封装的核心理念，是通过类PCB工艺将芯片电极以填铜盲孔垂直引至顶部多层电路，彻底消除键合线。这一架构变革带来五大性能跃升：

1. 极低寄生电感：以填铜盲孔取代键合线，驱动回路寄生电感低至1.5nH，功率回路降至3nH，仅为传统方案的1/10，从根本上消除高频振荡与电压过冲。
2. 低结温运行：寄生电感减小直接降低开关损耗，发热量显著下降。配合优化的热传导路径，芯片工作结温大幅降低，可靠性得到数量级提升。
3. 功率密度倍增：陶瓷基板的部分电流回路转移至顶部多层电路，简化了基板布线复杂度，使模块尺寸大幅缩减。派恩杰嵌入式模块占地面积不足银行卡二分之一，功率密度实现革命性突破。
4. 高通流能力：填铜盲孔阵列与多层大面积铜电路的横截面积远超细长键合线，显著降低顶层互联电阻。同时，顶层铜电路提供更大散热面，模块电流等级得到质的提升，完美适配SiC MOSFET对高通流密度的需求。
5. 设计自由度高：多层电路设计使电极引出位置灵活可变，可兼容各类现行封装引脚布局，并支持与驱动电路高度集成，进一步减小驱动回路寄生电感，实现"芯片-驱动-模块"一体化设计。

除性能外，嵌入式封装在量产能力和成本上同样具备优势。借鉴PCB拼板工艺，数十甚至上百个模块可组成大面板同步加工，一次流程完成批量生产，单颗模块加工时间与成本被大幅摊薄。成熟的PCB产业链已实现24小时自动化运行，最大限度降低人为失误，确保生产稳定性与一致性，良品率与交付周期显著优于传统封装。PCB加工拥有全球化的设备与材料供应链，充分的市场竞争带来成本优势与供应保障。依托这一成熟生态，嵌入式封装可快速实现规模化商用，无需重建昂贵的专用产线。

基于嵌入式封装技术，派恩杰推出的SiC功率模块已实现驱动回路1.5nH、功率回路3nH的业界领先水平。其超紧凑尺寸与卓越电热性能，为系统级效率提升与成本优化提供了全新路径。

为拓展应用场景，派恩杰还提供表面镀铜芯片解决方案，进一步降低模块厚度与成本。下一代产品将搭载该技术，持续推动性能与成本的边际优化。

嵌入式封装破解了SiC MOSFET高频应用中的寄生电感难题，在新能源汽车、光伏逆变、数据中心电源等SiC应用爆发的关键节点，这一技术不仅提供了高性能、高可靠、低成本的理想载体，更以类PCB工艺的可量产性，为产业规模化替代扫清了障碍。