鸿海研究院半导体研究所郭浩中所长与萧逸楷博士与阳明交通大学及中央大学合作,成功开发出基于半导体所自主研发的碳化矽制程,应用于AI伺服器的单晶片整合电路关键技术,克服传统矽基电路在高温(超过150°C)下效能衰减限制。此外,研究团队亦在AI伺服器所需的高效电源控制技术领域,开发出一款整合 Burst Mode 控制与 Soft-Start 功能的 LLC 谐振转换器控制器,将可有效降低轻载功耗并提升系统启动稳定性。

鸿海研究院在导入AI加速碳化矽技术开发,建立AI for Semiconductor的基础后,进一步与阳明交通大学吴添立副教授、陈柏宏教授、国立中央大学杜长庆副教授展开跨校前瞻技术研究,结合鸿扬半导体碳化矽制程代工平台,成功开发出基于半导体所自主研发的碳化矽制程,可应用于极端环境的单晶片整合电路技术,以及可提升AI伺服器效能的LLC 控制器技术,实践Semiconductor for AI的梦想。

鸿海研究院自主开发的碳化矽制程,运用在单晶片整合电路设计上,开发基于碳化矽元件的单晶片整合电路技术,成功克服传统矽基电路在高温(超过150°C)下效能衰减的限制。相较于传统电阻负载与二极体连接负载,该技术透过IGRL结构实现更高的线性度与更广的输出电压范围。此设计不仅与现有碳化矽元件制程相容,无需额外制程步骤,更在高温环境中实现精准的类比讯号处理,适用于极端环境下的感测与控制系统。这个单晶片整合电路技术的研究成果,实现高线性度、高频宽与高温稳定的优异性能,可在300°C 环境下稳定运作,克服传统矽电路高温限制。

吴添立教授表示:「这项技术充分利用了碳化矽的宽能隙与高热导性优势,为高温环境下的类比电路设计开辟新路径。」郭浩中所长则指出:「此成果展现了鸿海研究院在半导体技术上的深厚实力,未来将持续深化产学合作,加速技术落地。」未来,鸿海研究院将与吴教授展开更积极的合作,除上述研究成果外,近期与吴教授在第四代化合物半导体的学术成果也发表在今年的VLSI-TSA,并获得相当广泛的关注。

在近期最夯的AI伺服器议题上,半导体所与阳明交通大学的陈柏宏教授研究团队、中央大学的杜长庆教授研究团队展开跨校合作,成功设计出整合 Burst Mode 与 Soft-Start 功能的 LLC 控制器架构(图三)。在Burst Mode 控制下,于轻载时可减少开关损耗,提升待机效率;于Soft-Start 可平滑启动系统,避免大电流冲击元件。并采用 ZCS(零电流切换)控制技术,减少 EMI 与能量损耗,展现集团在智慧电源控制领域创新能量。


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