CoolMOS是英飛凌註冊商標的矽基板的功率元件，因為比較起傳統的MOS功率元件，CoolMOS具有較低的導通電阻，所以在做電源轉換上有著較高的轉換效率，也因此比較不發熱，故稱其為Cool。
除了CoolMOS之外，英飛凌最近也一連串推出了CoolGaN以及 CoolSiC，第三代半導體的功率元件，並完成商標的註冊，同樣地彰顯其較不發熱的特性。
CoolMOS事實上就是一般通稱的Superjunction MOS(大陸將其翻譯為超結，結就是junction的意思)。功率元件在特性上有兩項重要的指標，其一是在元件導通時的電阻，另一項就是元件在逆向偏壓時，最大的崩潰電壓。
導通電阻越低，代表元件的工作效率越好；而崩潰電壓越高，則元件可以操作在更高的偏壓之下，在現有的電力系統，當然是希望操作電壓越高越好，如此可以減低系統的負載電流。
但是在實際功率元件的操作上，這兩項指標是互為牴觸的，也就是想要降低元件的導通電阻，所付出的代價就是元件的崩潰電壓會降低，而電阻R是崩潰電壓V的2.5次方。換言之，想要增加一倍的崩潰電壓，導通電阻會增加約4.5倍。
功率元件的導通電阻及崩潰電壓，係決定於功率元件內部的drift region(漂移區)。漂移區越長，則在逆偏時能承受越高的電壓，但在順偏導通時卻會造成較高的電阻。
但是在CoolMOS的設計，學理上可以將此電壓V的2.5 次方，降為1.3次方；也就是增加一倍的崩潰電壓，導通電阻只會增加1.5倍。CoolMOS是如何達到的? CoolMOS元件架構學理上提出，是八十年代末期中國科學院的陳星弼院士的創舉，突破了理論上的極限。
在一般的功率元件，P-N的接面都是存在於水平的方向，而電流是重質流動的。因此當外加偏壓逆偏時，電場是分布於元件垂直的方向，而此內在的電場會隨著漂移區的距離越遠離而下降。
電壓降是電場對距離的積分，在此條件下，元件能承受的崩潰電壓就受到限制。陳院士所提出的P-N接面是存在於垂直的方向，利用P-N電荷上的平衡以及所產生的水平方向的電場，在漂移區的內建電場會是個定值，並不會隨距離增加而變小。
換言之，在相同漂移區長度的條件下，CoolMOS擁有更大的崩潰電壓。陳院士雖然提出了此垂直方向的P-N接面的構想，但是在元件製作上卻有相當的難度，直到1998年西門子(英飛凌的前身)才第一次成功地製作出來，之後元件製作工藝越來越成熟，也因而造就出今天superjunction MOS數十億美元的產業。
由於superjunction MOS原創屬於陳院士並申請了專利，而在元件的製作上西們子克服了諸多的挑戰，也申請了為數不少的專利。所以兩造開始進入了冗長的專利訴訟，最後以和解收場。
至於英飛凌的CoolSiC，其元件結構事實上就是trench(溝槽式) MOS，這在矽基板的MOS上已大量地被使用，尤其是降低其元件的導通電阻。但在SiC基板上的應用，仍需克服諸多在元件製作上的挑戰，尤其是閘極(gate)氧化層可靠度的驗證。
CoolGaN就更有趣了! GaN材料因為沒有自己的基板，必須將GaN的磊晶層成長在矽的基板上，因此相較於一般功率元件是垂直方向導通，GaN的功率元件卻是水平方向導通，因此之故，元件的漂移區非常接近表面。
眾所周知，化合物半導體最難處理的就是表面了，漂移區靠近表面，勢必會增加其導通的電阻，並影響其崩潰電壓。英飛凌的CoolGaN就是將漂移區深埋在表面之下，以降低元件的導通電阻；但此舉卻衍生出閘極開關不容易控制通道，非得在閘極下做一溝槽，才能夠充分地控制住通道。
所以英飛凌的CoolGaN在製程上相當的費工，但因為能有效的降低元件的導通電阻，所以也就比競爭對手更Cool了一點。
二十多年前當我在大學教書時，邀請了陳院士來台灣講授半導體功率元件，這是他第一次來台。他一抵達就表達希望能去慈湖蔣公陵寢謁陵，原來在抗戰時陳院士在重慶念小學，當時蔣公曾擔任過學校的校長，因此對於蔣公有著深層的感念。
2015年的IEEE全球功率半導體元件國際會議上，我們共同推薦了陳院士為年度的先驅貢獻獎的得主，這是該領域最大的殊榮。陳院士生性豁達，既使在文革時吃過不少的苦頭，他也不以為忤。
如果有人好奇地問他，與英飛凌的和解案中有多少利益的獲得？陳院士總是說這些都委託專家在處理，他一點也不在乎結果，他最感興趣的還是在與研究生在科研上的互動。
陳院士於前年走完了他的一生，得年八十九歲。終其一生，真可謂「大人者，不失其赤子之心」。
中國科學院陳星弼院士。百度百科
曾任中央大學電機系教授及系主任，後擔任工研院電子光電所副所長及所長，2013年起投身產業界，曾擔任漢民科技策略長、漢磊科技總經理及漢磊投資控股公司執行長。
