【導讀】電氣化發展進程中，配電板超負荷運行、散熱逼近極限的問題日益凸顯，傳統 MOSFET 封裝（TO-247-4L、D2PAK）深陷散熱性能與開關性能的取舍困境。在此背景下，安森美 T2PAK 封裝應運而生，其融合先進碳化硅技術與頂部散熱設計，實現了兩大核心性能的兼顧，更破解了傳統封裝的固有短板。本文將詳細解析 T2PAK 的技術特性、散熱優勢及豐富產品組合，并探討其在汽車、工業能源、AI 數據中心等關鍵領域的應用價值。
電氣化挑戰
配電板目前普遍超負荷運行，多數情況下已觸及散熱能力的極限，工程師再也無法將功率開關產生的多余熱量傳導至這些配電板上。
D2PAK (TO-263-7L) 與TO-247-4L 這兩種MOSFET 封裝因具備相對出色的散熱性能而被廣泛熟知，但在緊湊的空間中，二者的短板便暴露無遺：
TO-247-4L：散熱表現可滿足基本需求，通過簡易的螺絲夾即可與散熱片實現連接，形成通暢的散熱路徑。但在狹小空間內，其引腳、導電線路及周邊電容會形成較大的換流回路（即所有寄生電感的總和），進而可能引發明顯的電壓過沖、開關速度下降以及開關損耗增加等問題。
D2PAK：作為表面貼裝器件 (SMD)，憑借較短的銅質走線，大幅縮小了換流回路面積，可有效緩解雜散電感問題。相比 TO-247-4L，D2PAK 也能實現更快的開關速度。然而，D2PAK 封裝只能經由印刷電路板 (PCB) 散出熱量，這就造成了散熱片和器件之間的熱阻會變得更大。
設計人員亟需一種解決方案，在無需犧牲性能、不必擴大系統體積的前提下，突破上述性能取舍的兩難困境。T2PAK 封裝應運而生。
T2PAK的特別之處
T2PAK封裝將安森美 (onsemi)先進的碳化硅技術，與目前應用最為廣泛的頂部散熱 (TSC) 封裝形式相結合。它獨具匠心的設計可兼顧出色的散熱性能與優異的開關性能，不僅兼具 TO-247-4L 和 D2PAK 兩種封裝的優勢，還能做到無明顯短板。
頂部散熱優勢
TSC 技術可在SMD 中實現MOSFET 與應用散熱片的直接熱耦合，使得熱量能夠脫離配電板，直接傳導至系統的散熱架構或金屬外殼中，從而規避了D2PAK 封裝需經由PCB 散熱所面臨的散熱瓶頸。優勢具體如下：
出色的散熱性能：熱量直接傳導至散熱片，可有效降低器件的工作環境溫度。
降低熱應力：將熱量從主板導出，可降低其他元器件承受的熱應力，有助于維持 PCB 處于較低溫度，進而延長器件使用壽命并提升系統可靠性。
低雜散電感：像 NTT2023N065M3S和 NVT2023N065M3S這類具備優異開關特性的器件，其總柵極電荷 (≈74 nC) 與輸出電容 (≈195 pF) 均處于極低水平，可實現更高的可靠性和更低的損耗。
設計靈活性：EliteSiC 出色的品質因數 (FOM)，與頂部散熱型 T2PAK 封裝相結合，能夠助力設計人員實現更高效率、更小尺寸的應用方案。
圖 1：車規級安森美 T2PAK 封裝 EliteSiC M3S 系列 MOSFET 的規格參數
圖2：安森美T2PAK 封裝EliteSiC M3S 系列MOSFET 的規格參數
T2PAK 產品組合提供豐富的選型方案，其中涵蓋了計劃推出的12 mΩ、16 mΩ、23 mΩ、32 mΩ、45 mΩ和60 mΩ規格器件，均適配650 V 和950 V 電壓等級的EliteSiC M3S 系列MOSFET。
一般技術特性
合規性：符合 IEC 60664-1 爬電距離標準，即兩個導電部件沿絕緣材料表面的最短間距需滿足不小于 5.6 mm 的要求
實測散熱性能：對于 12 mΩ 規格的器件，其結殼熱阻可低至 0.35 °C/W，散熱表現優于 D2PAK 封裝
安裝靈活性：可兼容液隙填充劑、導熱墊片及陶瓷絕緣片，便于實現散熱堆疊結構的優化
市場影響與應用
2025 年全年，T2PAK 產品已開啟全球送樣工作。此款封裝可充分適配各類高要求的工業及汽車領域應用。
圖 3：T2PAK 封裝 SiC MOSFET 器件，適配光伏及電動汽車車載充電等應用
電動汽車
在車載充電器 (OBC)、傳動系統部件及電動汽車充電樁等電車應用場景中，T2PAK 往往是需求最為旺盛的封裝方案。由于 OBC 通常可接入車輛的液冷系統，TSC 技術能夠借助導熱界面，將功率開關產生的熱量導入液冷系統中。
降低雜散電感可實現更高的功率效率，因為消除換流回路問題能有效減少開關損耗。再結合對 IEC 爬電距離標準的嚴格遵守，可進一步鞏固制造商對客戶的安全保障承諾。
工業與能源基礎設施
憑借優異的散熱效率，TSC 封裝正迅速在太陽能系統中站穩腳跟。實踐表明，T2PAK 封裝可適配光伏電能變換、儲能系統 (ESS) 等先進新型基礎設施應用場景的需求。
超大規模AI 數據中心
數據中心依賴機架式 AC-DC 和 DC-DC 電源及配電單元運行，整個超大規模架構的設計均圍繞這類電源單元的便捷取用與更換展開。隨著液冷技術在數據中心中逐漸蔚然成風，T2PAK 原生的頂部散熱設計可與冷板方案實現良好兼容。在這種方案下，冷卻液可在緊鄰高熱芯片導熱界面的流道內自由循環，將高性能處理器產生的熱量及時導出。據近期一項研究顯示，冷板方案結合浸沒式冷卻技術，可助力數據中心減少多達五分之一的溫室氣體排放。
通過攻克散熱難題，T2PAK 能幫助設計人員實現更高性能、更強可靠性并簡化熱管理。相較于傳統分立器件封裝，采用 T2PAK 可使客戶達成更高的功率密度。
T2PAK 也適用于以下場景：
面向汽車及工業領域的高壓 DC-DC 轉換器
面向自動化與機器人領域的工業開關電源 (SMPS)
工業驅動器及高效 DC-DC 轉換器
全球應用與未來展望
T2PAK封裝以創新設計攻克了電氣化領域的核心技術痛點，既突破了傳統封裝的性能瓶頸，又憑借優異的散熱效率、低雜散電感及靈活的安裝特性，適配多領域高要求應用場景。從電動汽車車載充電到光伏儲能，再到超大規模AI數據中心，T2PAK正為各行業提供更高功率密度、更可靠的解決方案。隨著其全球送樣推進與產品組合的完善，T2PAK有望進一步推動電氣化技術升級，為行業高質量發展注入新動能。
