為了永續環境，節能減碳、淨零碳排的風潮已席捲全球，各國的相關法規也已出爐；另一方面，在疫情中獲得各產業極度重視的數位化浪潮，疫情後依然持續成為全球發展焦點，然而這些全球勢必戮力發展的趨勢，為產業帶來了眾多好處，但也衍生了新的挑戰。其中，持續朝高功率系統應用邁進，即是重要的轉變。

目前，包括電動車(EV)、太陽能和風力發電，以及雲端伺服器與資料中心，為了提高能源效率，皆已開始導入更高的功率系統。英飛凌(Infineon)電源及感測系統事業部協理陳志星表示，許多應用為了能夠符合地球與環境永續性發展，紛紛採用更高的功率系統，與此同時，應用不能因為系統走向更高瓦數，而犧牲了其他如尺寸、效率…等。因此，業者也致力研發新的解決方案，以期能夠提升高功率系統的效率、功率密度，進而降低產品重量、尺寸，以及成本。

要達到上述的目標有幾個方式，陳志星指出，首先是改用新的半導體材料——以及近幾年相當夯的碳化矽(SiC)、氮化鎵(GaN)等寬能隙(WBG)半導體，以其優於傳統矽元件的特性，在高壓系統中發揮效益；另一方面則是透過封裝技術，即便仍是使用矽功率元件，也能做到。

為此，在功率半導體深耕已久的英飛凌，開發了適用於高壓MOSFET的QDPAK和DDPAK頂部冷卻(TSC)封裝，並成功註冊為JEDEC標準。陳志星說明，眾所周知，功率越大，元件更易生熱，而傳統使用的TO220封裝與DDPAK相比，阻抗(R_th)較大，溫升也較快，造成損耗增加，因此限制其適用的功率範圍，無法用於更高壓的系統。

此外，DDPAK頂部冷卻封裝，由於是將金屬散熱片放置在頂端，因此熱會聚集在最高處並散逸，因此不會導致印刷電路板(PCB)溫度上升，最多可比標準底層冷卻(BSC)降低35%的熱阻，進而充分發揮PCB雙面的效益，提供較佳的電路板空間利用率，以及最少兩倍的功率密度。

相較DDPAK，QDPAK頂部冷卻封裝內部空間更大，可以放的晶片尺寸更大，約可增加25%。陳志星解釋，晶片越大，使用頂部冷卻可讓散熱的途徑更多，因此QDPAK頂部冷卻封裝可用於更大功率的應用，並可更加提升功率密度與效率。

由於DDPAK與QDPAK採用頂部冷卻，無須再堆疊各種不同板子，且僅需單一FR4元件就足夠，需要的接頭也較少，因此可以降低整體系統的成本。陳志星強調，DDPAK和QDPAK頂部冷卻封裝技術的優勢，可以加速工業、汽車等應用朝向高壓系統邁進外，兩項封裝成為JEDEC標準後，也能推動市場採用頂部冷卻技術，以取代傳統的TO247和TO220封裝。不僅如此，更能讓設計工程師研發出更與眾不同的產品，提升產品價值與效率、功率密度、可靠性…等。

DDPAK及QDPAK外型與尺寸，由於高度相同，設計師者可搭配使用。此外，QDPAK封裝因增加冷卻面積，因此可減少元件數量。
(來源：英飛凌)

活動簡介

從無線連接、更快的處理和運算、網路安全機制、更複雜的虛擬實境(VR)到人工智慧(AI)等技術，都將在未來的每一個嵌入式系統中發揮更關鍵功能。「嵌入式系統設計研討會」將全面涵蓋在電子產業最受熱議的「智慧」、「互連」、「安全」與「運算」等系統之相關硬體和軟體設計。

會中將邀請來自嵌入式設計相關領域的研究人員、代表廠商以及專家，透過專題演講、產品展示與互動交流，從元件、模組到系統，從概念設計到開發工具，深入介紹嵌入式系統設計領域的最新趨勢、創新和關注重點，並深入分享關於嵌入式系統設計的經驗、成果以及遇到的實際挑戰及其解決方案。

贊助廠商

立即報名