MOSFET這個在電源電路中最熱的元件經過IR研發團隊的創新與努力，研發出雙面冷卻的DirectFET封裝技術，這個堪稱為業界創舉的專利技術，其成功面世之路的背後推手就是Carl Blake。
Carl Blake簡歷Mr. Carl Blake目前為國際整流器公司 (IR) 電腦及通訊業務部分離式元件市場技術總監。自1972年取得美國康乃狄克州紐哈芬 (New Haven) 大學電子工程學士學位元後，他旋即投入Raytheon 擔任電源系統設計工程師一職，累積19年在電源、射頻與邏輯設計與管理行銷的工作經驗。他於1991年加入IR公司，擔任Schottky二極管部門的業務管理總監，三年後升任IGBT模組部門的產品行銷總監。
Mr.Carl Blake於1996年為IR創立了一個新職能，專責針對新市場進行完善的市場研究和競爭分析。該職能其後成爲公司的重要職責。1998年1月，Mr. Carl Blake被委任領導一個新的技術行銷團隊，針對AC/DC和DC/DC功率轉換的市場策略，制定新產品方案。2003年， Mr。 Carl Blake成為電腦及通訊業務部門的行銷總監，負責管理設計中心、結合行銷策略、發展技術版圖、於新開拓的市場，帶領產品開發和業務發展。
過去十二年來，Mr. Carl Blake曾負責推出IR的Schottky二極管模組、IGBT模組、HEXFET模組及MOSFET產品。近期在技術上具有突破性發展的DirectFET，亦由Mr.Carl Blake負責產品定位和市場發展。近期，他更在公司針對專有應用方案的策略課題上扮演關鍵角色，包括DC/DC轉換器產品的定位轉換。Mr.Carl Blake於功率電子領域的三十多年生涯中，於國際會議、研討會和專題訪問的場合發表超過五十次專業技術演說。
日前IR發佈了200V DirectFET新元件，是專為於36V至75V通用輸入範圍操作的隔離式DC-DC轉換器而設計，其額定值達到25安培，但面積僅與SO-8封裝0。7毫米產品相若，同時也能把閘電荷和封裝電感減至最低，從而減少傳導和交換損耗。單是一顆DirectFET MOSET，便能較兩或三顆SO-8元件節省超過50%的空間。
這些效能完全有賴IR已獲專利的DirectFET MOSFET封裝，與標準塑料分離封裝不同的設計優點在於它們的金屬容器結構可提供雙面冷卻功能，把用於驅動先進微型處理器的高頻DC-DC降壓轉換器的電流處理能力，有效增加一倍。好處是可有效從封裝產品上表面散熱，增加散熱功率，大幅地增加功率密度，減少電路板面積，減少成本並增強性能 (效率)。
在此一技術新品推出之際，編者獨家專訪到Carl Blake，讓這位功率元件專家與讀者分享他對DirectFET技術創新的發展看法與對產業的觀察。
DirectFET發展沿革與意義
DirectFET是如何創造出來的呢?
Carl: 在研究方面，發明者是10人小組之中的一個人。他從過去IR的發明中取出許多個部份組合而成DirectFET的原始想法。在市場方面最早是1993年我與VP和RD三人坐下來預測MOSFET的未來，後來發表了論文，並且表示這就是MOSFET的未來，然後我們就照著去做。 IR擁有我們在未來10年所需要的roadmap，並且跟著roadmap前進。往回看過去十年，你將會驚訝的發現當初我們所做的精確預測出這個產業的走勢。
換句話說，我們在94年就預測了我們需要一些像是DirectFET的產品，然後就真的付諸實現，我們的CEO也勾勒出未來20年的遠景，我們所做的就是跟著這個願景執行。所以當有一個新的產品，新的概念，能夠符合我們在那個時刻所需，那我們就會用它。在各個領域的應用中設定目標，然後去跟研發人員討論，就變成了藍圖，然後我們就開始產生產品。
請問DirectFET的創新之處為何?
Carl: DirectFET的創新之處，在於熱導能力。過去 SO-8 是主宰功率半導體產業的封裝產品，後來相繼有增強型 SO-8 出現以提高熱導效應。由於半導體元件的導通電阻已可低至毫毆姆，元件封裝方法成為現在系統功效的限制。DirectFET 創新雙面冷卻效應大幅減少封裝元件的阻抗，這項創新的封裝技術，給工程師在高功率密度和較小的電路板面積使用上可以做更有效的設計。系統工程師可以在一開始即解決問題。
這樣的產品出現對這個產業有什麼樣的影響呢?
Carl: 當然，那是一定的。一開始所有的競爭者對他們的客戶說，你實際上並不需要兩個冷卻的地方!? 客戶實際上是需要的!所以現在你會看到越來越多我們的競爭對手將開始採用兩處冷卻，因此而改變了市場上產生產品的方式，這代表了客戶們開始改變他們的產品封裝方式。
當你開始使用兩處冷卻，你開始思考更多的系統立體設計，所以我們看到的是，伺服器機板必須堆疊放置，我們的產品可以使他們達成這樣的方式。
從DirectFET的封裝技術上，IR真的做到了創新。
Carl: 事實上在過去很多其他的供應商尋找和DirectFET很相似的產品，但是他們認為不可能達到，所以他們最後都放棄了，因為他們認為這樣的東西是沒有作用的。所以IR是唯一的實現這樣的想法的公司，並且有了實際的產品。大部分的人認為不可能用如此簡單的方法製造這樣的產品。但是使用過IR的產品的人，卻是都可以證明這樣的產品實際上是有用的。
DirectFET將會變成IR未來主要的封裝方式嗎?
Carl: 我們從DirectFET上面去學習到的勢必會影響我們原有產品的封裝方式，但是基本上我們是會提供整合性的解決方案，我們從新產品所學到的是改進整合性元件的封裝，並且從矽的執行效能上面來說我們使用這樣的技術讓我們實現MOSFET 和整個封裝在各種地方都可以有最佳的執行效率。
DirectFET在未來有什麼可以進步的地方?
Carl: 基本上IR認為DirectFET是一個很成功的產品，未來要做的就是將DirectFET推入更多的產品更多的範圍中，也許在大小上面，可以因應各種不同的需求去設計各種大小的產品，那是可行的。但是對於更小的尺寸還是有極限的，因為你不可能將很大的電流流過一個很小的元件。
你們的願景為何?
Carl: 我們會繼續去延伸拓展我們的產品，我們會繼續提高DirectFET的伏特數以及提高電流處理能力以拓展我們的市場。
經驗分享
在這個全球化的世界，您對設計工程師就個人的發展與成長上有何建議?
Carl:當我剛進入職場時，我得到最佳的建議就是”成為某個東西的專家。”它不須是整部電源供應器的設計，它可能只是用在電源供應器中的元件。”事情接著會演變成，有其他工程師來到這個年輕的工程師前尋求該元件的建議，使這個年輕工程師自然而然成為其他工程師的情報來源。當我加入IR時，這樣的建議仍然有用，我成了蕭特基二極體的情報來源，現在則變成該如何使用功率MOSFET的咨詢對象。
就你在業界長達30年的經驗，能否與我們分享歷經過的技術發展或成就?Carl: 從1991年加入IR後，我們就在多項項目上領先業界。一開始我們致力於改善蕭特基二極體漏電流的提升，1994年當與Steve Clemente 和Dan Kinzer共事時更預測到蕭特基二極體的被取代性。當時我們的論文獲APEC(應用電源會議)平坦化課程收錄，正確的預測出下個十年MOSFET市場的成長趨勢，同時成為我們這十年間推出超過400種新產品發展的依據。
後記
以高壓電源轉換技術著稱的IR，近年以積極的產品策略由電信拓展到電腦產業，從DirectFET創意發想到實現，以看似簡單的結構達到MOSFET熱導效能的不可能任務。或許就因為有Carl Blake這樣資深且充滿熱忱的骨幹引領團隊完成理想，才能讓IR在競爭激烈的電源管理供應鏈中彰顯出價值所在。
照片人物:Carl Blake與其產品工程師朱修詩合影
Carl Blake簡歷Mr. Carl Blake目前為國際整流器公司 (IR) 電腦及通訊業務部分離式元件市場技術總監。自1972年取得美國康乃狄克州紐哈芬 (New Haven) 大學電子工程學士學位元後，他旋即投入Raytheon 擔任電源系統設計工程師一職，累積19年在電源、射頻與邏輯設計與管理行銷的工作經驗。他於1991年加入IR公司，擔任Schottky二極管部門的業務管理總監，三年後升任IGBT模組部門的產品行銷總監。
Mr.Carl Blake於1996年為IR創立了一個新職能，專責針對新市場進行完善的市場研究和競爭分析。該職能其後成爲公司的重要職責。1998年1月，Mr. Carl Blake被委任領導一個新的技術行銷團隊，針對AC/DC和DC/DC功率轉換的市場策略，制定新產品方案。2003年， Mr。 Carl Blake成為電腦及通訊業務部門的行銷總監，負責管理設計中心、結合行銷策略、發展技術版圖、於新開拓的市場，帶領產品開發和業務發展。
過去十二年來，Mr. Carl Blake曾負責推出IR的Schottky二極管模組、IGBT模組、HEXFET模組及MOSFET產品。近期在技術上具有突破性發展的DirectFET，亦由Mr.Carl Blake負責產品定位和市場發展。近期，他更在公司針對專有應用方案的策略課題上扮演關鍵角色，包括DC/DC轉換器產品的定位轉換。Mr.Carl Blake於功率電子領域的三十多年生涯中，於國際會議、研討會和專題訪問的場合發表超過五十次專業技術演說。
日前IR發佈了200V DirectFET新元件，是專為於36V至75V通用輸入範圍操作的隔離式DC-DC轉換器而設計，其額定值達到25安培，但面積僅與SO-8封裝0。7毫米產品相若，同時也能把閘電荷和封裝電感減至最低，從而減少傳導和交換損耗。單是一顆DirectFET MOSET，便能較兩或三顆SO-8元件節省超過50%的空間。
這些效能完全有賴IR已獲專利的DirectFET MOSFET封裝，與標準塑料分離封裝不同的設計優點在於它們的金屬容器結構可提供雙面冷卻功能，把用於驅動先進微型處理器的高頻DC-DC降壓轉換器的電流處理能力，有效增加一倍。好處是可有效從封裝產品上表面散熱，增加散熱功率，大幅地增加功率密度，減少電路板面積，減少成本並增強性能 (效率)。
在此一技術新品推出之際，編者獨家專訪到Carl Blake，讓這位功率元件專家與讀者分享他對DirectFET技術創新的發展看法與對產業的觀察。
DirectFET發展沿革與意義
DirectFET是如何創造出來的呢?
Carl: 在研究方面，發明者是10人小組之中的一個人。他從過去IR的發明中取出許多個部份組合而成DirectFET的原始想法。在市場方面最早是1993年我與VP和RD三人坐下來預測MOSFET的未來，後來發表了論文，並且表示這就是MOSFET的未來，然後我們就照著去做。 IR擁有我們在未來10年所需要的roadmap，並且跟著roadmap前進。往回看過去十年，你將會驚訝的發現當初我們所做的精確預測出這個產業的走勢。
換句話說，我們在94年就預測了我們需要一些像是DirectFET的產品，然後就真的付諸實現，我們的CEO也勾勒出未來20年的遠景，我們所做的就是跟著這個願景執行。所以當有一個新的產品，新的概念，能夠符合我們在那個時刻所需，那我們就會用它。在各個領域的應用中設定目標，然後去跟研發人員討論，就變成了藍圖，然後我們就開始產生產品。
請問DirectFET的創新之處為何?
Carl: DirectFET的創新之處，在於熱導能力。過去 SO-8 是主宰功率半導體產業的封裝產品，後來相繼有增強型 SO-8 出現以提高熱導效應。由於半導體元件的導通電阻已可低至毫毆姆，元件封裝方法成為現在系統功效的限制。DirectFET 創新雙面冷卻效應大幅減少封裝元件的阻抗，這項創新的封裝技術，給工程師在高功率密度和較小的電路板面積使用上可以做更有效的設計。系統工程師可以在一開始即解決問題。
這樣的產品出現對這個產業有什麼樣的影響呢?
Carl: 當然，那是一定的。一開始所有的競爭者對他們的客戶說，你實際上並不需要兩個冷卻的地方!? 客戶實際上是需要的!所以現在你會看到越來越多我們的競爭對手將開始採用兩處冷卻，因此而改變了市場上產生產品的方式，這代表了客戶們開始改變他們的產品封裝方式。
當你開始使用兩處冷卻，你開始思考更多的系統立體設計，所以我們看到的是，伺服器機板必須堆疊放置，我們的產品可以使他們達成這樣的方式。
從DirectFET的封裝技術上，IR真的做到了創新。
Carl: 事實上在過去很多其他的供應商尋找和DirectFET很相似的產品，但是他們認為不可能達到，所以他們最後都放棄了，因為他們認為這樣的東西是沒有作用的。所以IR是唯一的實現這樣的想法的公司，並且有了實際的產品。大部分的人認為不可能用如此簡單的方法製造這樣的產品。但是使用過IR的產品的人，卻是都可以證明這樣的產品實際上是有用的。
DirectFET將會變成IR未來主要的封裝方式嗎?
Carl: 我們從DirectFET上面去學習到的勢必會影響我們原有產品的封裝方式，但是基本上我們是會提供整合性的解決方案，我們從新產品所學到的是改進整合性元件的封裝，並且從矽的執行效能上面來說我們使用這樣的技術讓我們實現MOSFET 和整個封裝在各種地方都可以有最佳的執行效率。
DirectFET在未來有什麼可以進步的地方?
Carl: 基本上IR認為DirectFET是一個很成功的產品，未來要做的就是將DirectFET推入更多的產品更多的範圍中，也許在大小上面，可以因應各種不同的需求去設計各種大小的產品，那是可行的。但是對於更小的尺寸還是有極限的，因為你不可能將很大的電流流過一個很小的元件。
你們的願景為何?
Carl: 我們會繼續去延伸拓展我們的產品，我們會繼續提高DirectFET的伏特數以及提高電流處理能力以拓展我們的市場。
經驗分享
在這個全球化的世界，您對設計工程師就個人的發展與成長上有何建議?
Carl:當我剛進入職場時，我得到最佳的建議就是”成為某個東西的專家。”它不須是整部電源供應器的設計，它可能只是用在電源供應器中的元件。”事情接著會演變成，有其他工程師來到這個年輕的工程師前尋求該元件的建議，使這個年輕工程師自然而然成為其他工程師的情報來源。當我加入IR時，這樣的建議仍然有用，我成了蕭特基二極體的情報來源，現在則變成該如何使用功率MOSFET的咨詢對象。
就你在業界長達30年的經驗，能否與我們分享歷經過的技術發展或成就?Carl: 從1991年加入IR後，我們就在多項項目上領先業界。一開始我們致力於改善蕭特基二極體漏電流的提升，1994年當與Steve Clemente 和Dan Kinzer共事時更預測到蕭特基二極體的被取代性。當時我們的論文獲APEC(應用電源會議)平坦化課程收錄，正確的預測出下個十年MOSFET市場的成長趨勢，同時成為我們這十年間推出超過400種新產品發展的依據。
後記
以高壓電源轉換技術著稱的IR，近年以積極的產品策略由電信拓展到電腦產業，從DirectFET創意發想到實現，以看似簡單的結構達到MOSFET熱導效能的不可能任務。或許就因為有Carl Blake這樣資深且充滿熱忱的骨幹引領團隊完成理想，才能讓IR在競爭激烈的電源管理供應鏈中彰顯出價值所在。
照片人物:Carl Blake與其產品工程師朱修詩合影
