碳化硅是性能优异的新一代半导体材料。在芯片尺寸越“卷”越小的当下，如何通过封装工艺提升碳化硅半导体的性能？

采用新型封装技术的碳化硅半导体。通讯员供图

近日，宁波前湾新区企业派恩杰半导体全国首发碳化硅铜互连封装工艺，为新能源汽车、AI算力、储能等高端领域，打开了器件功率与可靠性提升的新空间。

长期以来，国内碳化硅封装普遍使用传统铝互连方案，容易出现金属层开裂、器件疲劳损坏、大电流工况性能下降等行业痛点。派恩杰研发8英寸晶圆厚铜工艺，重构芯片正反面及散热整套连接架构，把原有3道生产工序简化为1道，缩小材料热膨胀差异，带来多项性能跃升：通电承载能力提升50%，同等芯片面积可以输出更大功率；散热能力显著改善，避免芯片局部过热，延长设备使用寿命；工作电能损耗相比传统方案下降40%。

这项技术解决了嵌入式模块产业化的主要障碍，配合企业自研的背面金属化工艺，搭建起完整的散热温控闭环，相关产品已大规模应用在新能源乘用车动力平台以及头部车企配套体系。

派恩杰至今已推出100余款功率器件，其碳化硅芯片已经大批量供货国内新能源整车厂及汽车一级配套企业，产品覆盖大数据中心、超算、5G通信基站、储能、充电桩等多个场景。2019年，公司成立仅一年，就实现国内首款5μm以下碳化硅功率器件量产。本次全国首发的铜互连封装工艺，正是新一代车规级芯片与功率模块的核心支撑。

派恩杰。

“企业布局的下一代嵌入式模块，体积仅为传统产品的三分之一，而铜互连工艺正是实现这款小型化产品的必要技术。”企业相关负责人介绍，未来芯片封装将朝着“无封装”方向发展，芯片直接嵌入电路板内部，减少零部件，实现更高密度集成。

碳化硅正在逐步替代传统硅基器件，新能源汽车、储能、工业、AI 算力将成为行业重要增长曲线。落地新能源汽车领域，整车续航能够提升5%—10%，在800V高压平台普及趋势下，碳化硅已经成为车企刚需配置。

在铜互连、厚铜金属化核心工艺上取得实质性突破，为派恩杰后续新技术开发、先进模块量产筑牢基础。下一步企业将联动上游晶圆、下游封装及应用端，推动产业链协同，持续提升国产碳化硅器件从芯片到整套系统的综合竞争力。

记者 翁云骞 通讯员 虞昌胜