摘要： 2025年12月，全球半导体行业迎来重要技术突破——安森美（onsemi） 与格芯（GlobalFoundries） 正式宣布达成战略合作，共同开发基于 下一代氮化镓（GaN）技术 的高性能功率器件。此次合作特别聚焦于 创新冷却封装技术 的研发与应用，旨在显著提升电动汽车、数据中心能源系统及工业电源等高功耗场景的能效与功率密度，预计将推动电力电子领域进入新的发展阶段。

一、合作背景：GaN技术成为高效能源转换的关键

随着全球能源效率标准日益严格及高功耗应用场景对电力处理需求不断提升，氮化镓（GaN）功率器件凭借其高电子迁移率、低导通损耗和高频开关能力，逐步成为替代传统硅基器件的关键技术。尤其在800V电动汽车平台、高效数据中心电源及可再生能源转换系统中，GaN能够显著降低能量损耗、缩小系统体积。

然而，GaN器件在高功率运行下的热管理挑战，限制了其在极端工况下的性能释放。此次onsemi与GlobalFoundries的合作，正是针对这一核心痛点，通过 “先进GaN芯片技术”与“革命性冷却封装方案”的协同创新，实现从芯片到系统的全方位性能跃升。

二、技术亮点：下一代GaN器件与冷却封装技术的融合创新

1. 下一代GaN-on-Si平台技术

• 200mm晶圆制造优化：GlobalFoundries将提供经过工艺增强的GaN-on-Si制造平台，提高晶圆级一致性与良率；

• 低动态电阻设计：通过优化外延层结构与器件栅极设计，将Rds(on)进一步降低15%-20%，提升能源转换效率；

• 增强可靠性：集成过温、过流保护功能，满足汽车级AEC-Q101与工业级JEDEC标准。

2. 创新冷却封装技术（CoolSiP™）

onsemi在此次合作中推出了专为高功耗GaN器件设计的 “CoolSiP™”封装系统，其核心优势包括：

• 嵌入式微流道冷却：在封装基板内集成微米级冷却流道，使热阻降低高达40%，支持持续高功率运行；

• 双面散热结构：实现芯片顶部与底部同步散热，功率循环能力提升3倍；

• 材料创新：采用高导热硅胶与金属复合材料，优化热膨胀系数匹配，提升在温度剧烈变化环境下的可靠性。

3. 系统级能效提升

在典型800V电动汽车OBC（车载充电机）应用中，采用该合作方案的GaN模块可实现：

• 系统效率提升至98.5%以上（较传统方案提升约2%）；

• 功率密度达到5.2 kW/L，体积缩小30%以上；

• 支持更高开关频率（500 kHz-1 MHz），显著减小外围被动元件体积。

三、应用场景：重新定义高功耗系统的能效边界

1. 电动汽车高压电驱与快充系统

• 800V/1000V平台OBC与DC-DC：提高充电速度并降低热管理负载；

• 牵引逆变器辅助电源：为碳化硅（SiC）主逆变器提供高效辅助供电。

2. 数据中心与通信能源基础设施

• 48V服务器电源：提升电源模块效率至钛金级（96%+）标准；

• 5G基站功放供电：支持高频高效能源转换，降低基站运营能耗。

3. 工业能源与可再生能源

• 光伏逆变器与储能系统：提高MPPT（最大功率点跟踪）精度与转换效率；

• 电机驱动与UPS：在有限空间内实现更高功率输出。

四、合作战略意义：构建GaN生态系统竞争力

1. 产业链深度协同

• 制造与设计融合：GlobalFoundries的先进制造工艺与onsemi的系统级封装技术互补，缩短产品迭代周期；

• 产能保障：双方将共同投资扩大GaN产能，应对2026年后快速增长的市场需求。

2. 推动行业标准演进

此次合作预计将促进GaN在高压高功率应用的标准统一，特别是在：

• 汽车功能安全标准（ISO 26262）的适配；

• 高频开关下的EMI规范优化；

• 热测试与可靠性认证方法的更新。

五、市场展望与供货信息

基于此次合作的首批产品计划于2026年第二季度提供工程样品，主要面向汽车与工业领域头部客户。onsemi将提供完整的 “GaN功率模块+驱动+控制”参考设计，加速客户产品开发进程。

行业分析指出，该合作有望在未来三年内推动GaN在高功耗应用的市场渗透率提升至15%以上，特别是在电动汽车快充模块领域，可能成为下一代平台的标准配置。

结语：
Onsemi与GlobalFoundries在下一代GaN技术与冷却封装领域的合作，不仅解决了高功耗应用中的关键热管理瓶颈，更通过产业链协同创新，为电动汽车、数据中心及工业系统的高效化、紧凑化发展提供了关键技术支撑。这一合作标志着功率半导体行业正从单一器件竞争，迈向 “芯片-封装-系统”全栈解决方案 的新竞争阶段。