9月16日，安森美发布嵌入式功率平台（Embedded Power Platform，EPP）。这套平台可以把硅（Si）、碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）功率器件，以及栅极驱动器、控制器等不同裸片集成到硅基结构中，再通过重布线层（Redistribution Layer，RDL）完成互连。
安森美给出的指标很猛。相对于传统功率模块，EPP的功率密度最高可以做到3～5倍，系统成本降到70%至80%，开发周期从大约12个月压缩到4个月。比如，在AI数据中心固态断路器应用中，体积可以缩小约50%，工作温度降低约20%；在汽车牵引逆变器中，最高可以实现约4倍功率密度，同时把功率损耗降低15%。
这套系统的重点不在某颗MOSFET或者SiC器件本身，而在功率器件之间怎么连接、怎么散热，以及驱动和控制芯片怎么一起放进去。
从陶瓷基板到PCB嵌入再到EPP
传统功率模块一般采用引线框架（Lead Frame）、直接覆铜陶瓷基板（Direct Bonded Copper，DBC）、活性金属钎焊陶瓷基板（Active Metal Brazing，AMB）等结构。
DBC和AMB都是常见的功率模块陶瓷基板。功率裸片安装在基板上，再通过键合线、铜夹等方式完成电气连接，最后和栅极驱动器、控制器以及外部PCB组成完整系统。
后来又出现了PCB嵌入（PCB Embedding），直接把功率裸片嵌入印刷电路板内部，互连距离更短，模块也可以继续做小。
安森美把这几个技术进行了比较。
如图所示，相比引线框架或者PCB，EPP的功率密度最高，开发周期也最短，同时由于采用了12寸晶圆做基板，成本也可以最低。
RDL把功率回路缩短
RDL也就是重布线层，本来是晶圆级封装和先进封装里常见的互连技术。简单来说，不再主要靠传统键合线去连接芯片，而是在硅基结构表面直接制作金属线路，走晶圆级互联路线。
EPP把功率场效应晶体管（FET）、栅极驱动器和控制器放得更近，再通过RDL互连，功率回路和栅极驱动回路（Gate Loop）都可以进一步缩短。寄生电感降下来以后，过冲、振铃和EMI更容易控制，SiC和GaN原本的高速能力也更容易用出来。
散热也被一起放进了这套结构。EPP支持双面散热，并使用硅作为基础结构。安森美材料中列出的硅材料导热率约为148W/mK。
12英寸标准化工艺
安森美反复强调12英寸晶圆标准化制造。
传统功率模块大量依赖封装厂，包括陶瓷基板、芯片贴装、键合、铜夹、塑封和模块组装；PCB嵌入更多依赖PCB制造体系。EPP希望把更多制造环节放到12英寸硅晶圆厂进行系统集成。
安森美还为EPP配套开发了Design Studio设计平台。工程师可以先输入电压、尺寸、效率等系统要求，再同时做电气、热和机械仿真，然后进入制造和测试。
安森美给出的开发周期对比是，传统功率模块和PCB嵌入方案从概念到量产大约需要12个月，EPP目标缩短到4个月。
EPP内部可以放Si、SiC或者GaN，也可以并联多个功率FET，再加入栅极驱动器和控制器。安森美给EPP的定义是“一个平台，而非产品。”。
AI先从固态断路器开始
AI数据中心是EPP最先瞄准的市场之一，率先公开的产品是固态断路器（Solid-State Circuit Breaker，SSCB）。
固态断路器用功率半导体代替机械触点完成电流切断，本身就需要大电流功率器件、驱动、检测和控制，很适合EPP这种多裸片集成平台。
安森美公布的一套EPP固态断路器方案，相比现有设计，体积可以缩小约50%，工作温度降低约20%，可以满足AI机架对于高密度的需求。
汽车逆变器做到4倍功率密度
汽车是EPP另一个重点市场。安森美给出的数据是，在牵引逆变器中，EPP最高可以实现约4倍功率密度，同时降低15%的系统功率损耗。
互连缩短以后，寄生电感降低；双面散热改善热路径；不同数量的功率裸片还可以按照100kW、150kW、250kW等不同功率等级进行灵活组合。
过去不同功率等级的逆变器，往往需要重新设计模块和验证。EPP希望在同一个基础架构上，通过调整裸片数量和并联方式覆盖多个功率等级。
斯巴鲁（Subaru）已经和安森美建立EPP技术合作，并获得EPP工程样品、仿真模型和技术支持，用于评估未来电动车功率架构。
高压隔离也被做进封装
EPP还支持高压隔离。传统高压功率模块需要依赖陶瓷基板、绝缘层和封装结构保证功率侧与控制侧之间的电气隔离。安森美在EPP中加入了封装内高压隔离技术（Embedded High-Voltage Isolation），把隔离结构直接做进硅基平台。
安森美表示，这样可以减少对部分传统绝缘材料的依赖，同时缩短热路径，毕竟一般而言高压隔离和散热会互相影响，而EPP则将两个问题放到统一平台中解决。
安森美在散热部分还强调了全面积导热（Full-Footprint Thermal Conduction）。尽可能利用整个硅基结构传热，而不是只靠少数接触区域把热量导出去，从而支持更高的连续功率运行。
如何不改变功率器件，也能持续提高功率密度
功率密度提升过去很大程度上依赖功率器件自身的持续升级，比如SiC导通电阻继续下降，GaN开关速度继续提高，或者其他一些新材料。
但EPP想做的是另一件事。即使功率器件本身不变，只要重新优化互连、散热、隔离和控制，现有的Si、SiC和GaN仍然可以继续榨干。
比如SiC器件本来可以跑更高的开关频率，但系统受到寄生电感、过冲、EMI和散热限制，工程师最后往往不会把器件性能全部用出来。RDL把互连缩短，热路径重新设计，再把驱动和控制芯片放得更近，能够提升器件的上限能力。
安森美把这件事概括成“持续释放今天的性能”，这件事和数字逻辑中Chiplet、3D IC等做的内容非常相似。
电源开发也可以数字孪生
EPP可以把开发周期从大约12个月压缩到4个月，除了制造方式变化之外，安森美还加入了数字孪生（Digital Twin）和多物理场协同优化等工作流。
传统功率模块开发往往分步骤进行，先选功率器件，再设计封装和互连，然后继续开发PCB、散热和机械结构。某个环节出了问题，都需要反复修改。
比如电气性能已经过关，但热仿真过不了；散热结构优化，但是模块尺寸又大了；样机做出来还需要进行EMC/EMI整改。
总而言之，电源模块的开发流程格外复杂。而EPP的Design Studio可以把电气、热和机械模型提前放在一起，通过数字孪生和多物理场仿真实现软件的设计迭代，再进入晶圆制造和硬件验证环节。
不止AI与汽车
目前EPP潜在应用得最多的是AI数据中心和汽车，因为这两个市场对功率密度、散热和体积的要求最明显。
但EPP并不只针对这两个市场，安森美还列出了快速充电基础设施、储能系统、电网现代化和工业自动化等应用。这些场景都可以利用EPP实现更好的效率、效率、温升和成本控制。
EPP可以根据不同应用更换内部功率器件组合，可以放Si、SiC、GaN，也可以随着后续新的功率半导体技术出现继续调整。
EPP目前还在早期。安森美计划在2026年向汽车和AI领域的战略客户以及生态合作伙伴提供样品，并表示已经围绕EPP申请或拥有60多项相关专利。
对安森美来说，EPP把过去分散在器件、封装和系统设计里的更多工作重新拉回到芯片厂，这种从封装到硅片的优化，可以实现更好的系统级设计与集成，而且还能降低成本，这已经是小功率器件的必经之路，未来大功率领域看来也在走着同样的路线。
来源：电子工程世界（EEWorld） 作者：冀凯
