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電感材料新世代：深入了解銅鐵共燒與銅磁共燒技術，帶來哪些性能提升？
一、為什麼電感材料是決定性能的關鍵因素？
隨著 AI 運算平台、電競設備與車用電子快速演進，電源模組對於高頻、高電流與高能效的要求日益嚴苛。特別是在 GPU 主機板、伺服器電源、以及 ADAS 車用系統等高階應用中，電感元件需在有限空間內承受更大電流與更快切換頻率。鐵氧體與一體成型電感在磁飽和與熱穩定表現上，更能滿足新一代高功率、高頻率設計所需的電性能規格。
材料革新，開啟電感效能新紀元──從鐵氧體走向銅鐵共燒
為因應新一代應用場景對電感元件的高技術門檻挑戰，銅鐵共燒（Cu Fe Co-Firing）技術應運而生。此創新技術透過高溫共燒工藝，將銅的高導電率與多元鐵基合金材料（如鐵硅鋁 FeSiAl）的高飽和磁通密度完美融合，打造出兼具低磁損、卓越熱穩定性與超低直流電阻（DCR）的高性能材料結構。
相較於傳統一體成型電感，這類新型共燒電感材料能顯著提升感值與 Q 值，大幅降低能量損耗，並提供更高功率密度與電源轉換效率，特別適用於高頻（MHz 級）與大電流應用環境。對於追求能源效率、尺寸最小化與系統穩定性的設計團隊而言，Co-Firing 技術無疑是值得投入的材料升級解方。
今展科技持續關注高效能電感材料的發展趨勢，並穩健導入銅鐵共燒相關材料與製程技術，著重於產品結構設計與材料整合的優化潛力。透過階段性開發與應用測試，今展評估其於不同電感系列中的應用可能性，期望未來能提供更具彈性的產品選型，支援伺服器、車載、通訊及高效電源模組等對效能與可靠性要求嚴苛的應用場景。
在既有的一體成型電感與非晶材料基礎上，今展透過多材料佈局，逐步強化電感產品於高頻與高電流環境下的性能表現與設計彈性，為客戶在系統升級與應用擴展中提供穩定可靠的解決方案。
二、什麼是銅鐵共燒電感？從材質升級談效能進化
材質革新：重新定義高效電感的結構基礎
銅鐵共燒電感是一種藉由高溫燒結技術（溫度約600–1000℃），將導電用銅與鐵基磁性材料緊密結合為單一結構體的創新工法。相較於傳統使用有機環氧樹脂（Epoxy）作為絕緣或固定材料的電感元件，銅鐵共燒完全不含有機膠水，有效杜絕高溫下碳化產生的「鐵芯熱老化」問題，進一步提升熱穩定性與長期可靠性。 此一體成型結構除了具備機械強度與電氣穩定性的雙重優勢，也展現出超低磁芯損耗、超低直流電阻（DCR）以及優異的散熱表現，成為現今高效電感元件的重要材質升級選擇。
銅鐵共燒技術整合了銅的高導電率與多種鐵基磁性合金（如 FeNi50、FeSi4.5、FeSiAl）的高飽和磁通密度特性，使得元件在高直流偏壓與高瞬間電流條件下依然保持磁性能穩定，不易磁飽和。這種材料特性，特別適合應對下列高性能應用場景的嚴苛需求：
- AI 運算平台（如 CPU/GPU）：功耗已從 300–500W 提升至 700–1200W，對電感熱穩定性與耐流能力提出更高門檻。
- 伺服器與電競設備：須在 MHz 級高頻環境下穩定供電並兼顧空間與散熱設計。
- 車用電子與 ADAS 系統：要求耐高溫、抗震動與抗瞬間浪湧電流能力強的元件支援。
銅鐵共燒電感的五大結構與製程優勢
- 高密度結構整合與機械強固性：
銅與鐵經燒結後形成致密、無膠體的結構，提升材料接觸界面品質與機械耐用性，減少熱應力累積，有效延長使用壽命。 - 體積小巧，電氣性能優越：
銅鐵共燒可於微型化設計條件下實現優異感值與磁通穩定性，特別適合輕薄化、高密度的終端設備（如 AI 伺服器），不影響散熱風道與組裝結構。 - 低功耗與出色熱管理：
低 DCR 結合極低磁芯損耗設計，大幅降低能量損耗與元件溫升，對於提升整體系統能源效率具有明顯貢獻。 - 耐高電流與高頻穩定：
磁路穩定、結構強固，可承受高瞬間電流衝擊，維持高頻下的工作效率與長期可靠度。 - 支援大規模生產與少量客製需求：
今展科技採用多線切割製程，不僅實現極高的切割精度與製程效率，也成功突破 MOQ/MPQ 限制，支援客戶小量多樣化的訂單需求。透過調整材料成分與磁性分佈設計，可依據不同應用對感量、飽和特性進行完全客製化生產，同時簡化繞線等傳統製程工序，優化整體製造成本與交期。
銅鐵共燒技術已逐步導入伺服器、高頻通訊與車用電子等高性能應用場景，成為業界重點關注的電感材料選項。尤其在智慧型裝置、伺服器、車用電源模組、5G 通訊與物聯網設備等，對功率密度與熱穩定性要求較高的場景中，展現出良好的材料潛力。隨著系統設計朝向高頻、高電流與輕薄化發展，銅鐵共燒材料在電感元件中的整合應用也持續受到技術團隊評估與驗證。
今展科技則結合多年粉末冶金與燒結製程經驗，聚焦於材料比例調整與結構配置的優化能力，並已導入階段性開發與應用測試流程，協助客戶評估該材料於不同電感系列中的導入可行性。藉此，進一步拓展電感元件在伺服器、車載、通訊等複雜應用場景中的設計彈性，為後續的產品升級提供材料基礎。
三、認識銅鐵共燒電感 (Cu Fe Co-Firing Inductor)：耐電流與穩定性的雙重進化
高功率密度，電流處理能力更上層樓
銅鐵共燒電感的一大亮點，在於它能實現極高的功率密度與出色的電流處理能力，其實現得益於獨特的材料與製程。銅的低直流電阻（DCR）特性，大幅減少了工作中的銅損與溫升，對提升整體系統效率與熱穩定性有極大幫助。同時，鐵基磁性材料在高直流偏壓下依然不易磁飽和，電感值能維持穩定不墜，對於 AI 晶片、GPU、CPU 等需即時電源響應與高穩定性的應用，銅鐵共燒材料能有效支撐功率傳遞與散熱管理。
根據技術觀察，相比傳統一體成型電感，銅鐵共燒設計在飽和電流、Q值與DCR等關鍵指標上表現更為出色。特別是在空間受限的垂直供電模組中，它的高磁通密度與體積優化設計，讓高算力平台在有限空間內仍能維持優異的供電穩定性與散熱表現。
應用領域更廣，滿足極端條件挑戰
這類電感特別適合應用於追求極致效率與高功率密度的電子系統，例如伺服器與通訊基站電源、電動車DC-DC轉換器、以及各種工業級交換式電源。它也十分契合AI、HPC、高速運算領域中對於大電流、低電壓、快速響應供電模組的嚴格要求。
此外，這類晶片電感的節能設計、小體積特性與高飽和磁通密度，也非常適合用於高算力晶片前端供電，從GPU、ASIC 到FPGA，銅鐵共燒電感都能提供穩定、可靠的供電支持。
技術挑戰下的材料突破
銅鐵共燒雖具備優異的導電與磁性協同特性，但其量產化亦面臨技術門檻。例如，高溫燒結條件可能造成銅導體的絕緣層劣化，複合材料因為膨脹係數不同，在高溫燒結下造成的裂紋增加多匝結構設計的難度，也對耐壓與穩定性構成挑戰。因此，如何在材料組成、絕緣機構與燒結條件之間取得平衡，是實現此技術可行性的關鍵。
今展科技（Arlitech）在粉末冶金與燒結製程方面累積多年實務經驗，為推動新型材料技術的導入奠定基礎。從銅鐵複合粉材、無機氧化物等原料的選擇與比配，到燒結溫度曲線的精準調整與磁性表現的穩定控制，今展逐步深化對關鍵工序條件的理解，並持續優化配方與結構配置。
透過這些技術迭代，今展正朝向「更高電感量」、「更小體積」與「優化熱穩定性」等方向推進，期望以更具彈性的材料解決方案，支援客戶對高頻、高效應用的多元需求。
四、銅磁共燒電感的材料實力與應用潛力：面對高頻挑戰的材料解方
高頻功率需求下的材料革新
隨著 AI 運算平台、電競設備與車用電子系統快速推進，市場對高頻、高電流密度與高能效的電源模組需求日益強烈。在 GPU 主機板、伺服器供電模組與 ADAS 車載平台中，電感元件需於有限空間內承載更高電流並應對高速切換頻率，傳統鐵氧體或一體成型電感面臨磁性能、散熱與噪音控制等瓶頸，無法滿足現代高階電子系統對可靠性與效率的需求。
今展科技因應此挑戰，於材料設計上導入新一代銅磁共燒技術，並採用多元鐵基複合合金作為核心磁性材料，以「鐵硅鋁（FeSiAl）」為主體，實現兼具穩定性、低損耗與耐高溫的磁性元件解決方案。
銅磁共燒材料的核心特性與應用優勢
極低磁滯伸縮，有效抑制噪音
鐵硅鋁或稱鐵矽鋁（FeSiAl）為目前粉體材料中磁滯伸縮幾近於零的少數合金之一，能大幅降低高頻切換下的磁致聲振效應（Magnetostriction），在解決電感電流聲、音頻干擾與共振噪音方面表現卓越，尤其適用於需要靜音設計的車載、伺服器與通訊設備中。
優異的損耗控制，提升效率表現
相較傳統鐵氧體或單一鐵基材料，鐵硅鋁（FeSiAl）或稱鐵矽鋁在中高頻與中低頻範圍內皆展現出更佳的損耗控制能力。今展科技透過與華東科技大學的聯合測試證實，鐵矽鋁與鐵的搭配使用，其效能明顯優於單一材料方案，不僅穩定，亦能在高頻率下維持優良效率。
高電阻率設計，抑制渦流損耗
鐵硅鋁（FeSiAl）或稱鐵矽鋁擁有較高的體積電阻率，可有效降低磁性粉體間的渦流損耗。當搭配良好粉體絕緣與分散技術時，能顯著提升高頻下的電氣特性，特別適用於數百 kHz 至數 MHz 工作環境的電感模組。
無機包覆提升可靠度，適應嚴苛環境
今展科技採用無機材料（如 SiO₂、Al₂O₃、Kaolin）進行粉體包覆處理，避免傳統有機絕緣材料（如磷化層或環氧膠）在高溫下碳化，導致鐵芯熱老化。即使經歷多次回流焊（5–10 次），材料依然維持電磁特性穩定，有效提升高頻電感模組的長期可靠度。
高導電銅片導線，實現低 DCR 與製程簡化
為克服高溫燒結環境對傳統漆包線的挑戰，今展科技改採厚銅片或單芯銅導線，直接嵌入元件架構，不僅免除漆包線絕緣失效風險，更進一步降低 DCR，並省略繞線與包覆等繁瑣步驟，優化整體製程效率。
材料設計的製程穩定性與應用潛力
在今展科技的開發流程中，除了材料本身的物性優化，微結構的掌控與製程穩定性亦是關鍵。透過精準的粉體預混分散技術、燒結參數調控與批次一致性管理，能有效降低材料波動與熱斷面變異問題，確保在高頻應用中的磁性穩定性與批次品質重現性。
此材料方案已在多款智慧終端、通訊設備與車載平台中進行模組化整合驗證，展現出高度可行性與產業擴展潛力。
五、如何助力產品升級：給製造夥伴的應用建議
聚焦用戶痛點：突破傳統材料的限制
隨著電動載具、5G 通訊、高效電源模組與智慧家庭等應用迅速發展，業界對高功率密度、高頻性能與能源效率的要求日益提高。然而，傳統磁性材料（如鐵氧體）在應對以下挑戰時顯得力不從心：
- 高頻環境下的損耗問題：渦流損耗與熱管理困難降低了元件效率並影響使用壽命。
- 高電流密度下的穩定性風險：難以維持飽和磁性能與熱穩定性，影響整體可靠度。
- 空間受限下的設計困難：小型化設計須兼顧效能與穩定性，挑戰日增。
- 電感共振噪音困擾：在高頻切換環境下，磁滯伸縮導致噪音，傳統抑制手段效果有限。
提出解方：銅磁共燒技術帶來的關鍵突破
銅磁共燒電感以創新材料結合工藝技術，成功回應上述設計瓶頸，並為下一代產品升級提供堅實基礎：
- 高功率密度與優異散熱性能
採用高導電率銅材料，大幅降低直流電阻（DCR），有效減少銅損並提升散熱能力，延長元件壽命。 - 強化高頻與高電流環境下的效率穩定性
優異的磁通穩定特性確保在嚴苛條件下依然維持高效運作。 - 體積小巧但性能出色
適合空間有限的設計場景，兼具穩定的電感值與高輸出效率，支援微型化設備應用。 - 有效抑制電感共振噪音
採用 FeSiAl（鐵矽鋁合金）核心磁性材料，具「幾乎零磁滯伸縮」特性，有效避開共振點，抑制噪音。在 NVIDIA GP03 等實例中展現卓越效果。 - 支援客製化、小量多樣設計需求
結合高效粉末冶金與多金屬共燒技術，透過創新多線切割製程，擺脫模具限制，達成「無 MOQ/MPQ 限制」，實現靈活調整材料成分與結構的能力。
鎖定潛在市場與未來應用動向
根據今展科技的研發經驗與合作實務，銅磁共燒電感已廣泛應用於智慧終端裝置、工業感測模組、先進電力模組與車用平台。面對多功能整合、高頻高速與散熱優化並重的設計需求，在產品開發初期導入適合的材料解決方案，將成為縮短開發週期、提升系統穩定性與整體競爭力的關鍵。
今展科技：引領銅磁共燒技術落地的可靠製造夥伴
在全球具備銅磁共燒電感核心技術的廠商仍屬少數的當下，今展科技以超過四年的自主研發與對材料科學的深厚理解，成功掌握了包含鐵硅鋁（FeSiAl）在內的高性能磁材應用關鍵，並率先實現設計端協作與量產落地的雙重能力。
面對高功率密度、尺寸壓縮與效能穩定的設計挑戰，今展科技已協助多家製造商於開發早期完成材料選型、模組優化與樣品驗證，加速產品導入並提升供應鏈可靠性。未來，今展將持續推動銅鐵共燒材料於電動運輸、能源儲存、工業自動化與高頻通訊等領域的應用深化，並強化與終端設計團隊的技術協作。
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