Gen6 設(shè)計參考降低了電源管理 IC 的功耗和芯片尺寸

Tower Semiconductor 的新型 180 納米電源管理模塊化技術(shù)平臺可顯著提高性能，將能效提高 35% 以上

Tower Semiconductor 的新平臺支持高達(dá) 24 伏的電源管理集成電路的可擴(kuò)展操作。新平臺專注于顯著提高效率和外形尺寸以及減少生產(chǎn)層數(shù)，適合通過多個市場為非常廣泛的產(chǎn)品提供服務(wù)。

對于發(fā)電行業(yè)，功率器件的進(jìn)步繼續(xù)推動高效可靠的電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施。

作為技術(shù)規(guī)范一部分的主要參數(shù)是：功率晶體管電阻、擊穿電壓和穩(wěn)健性?！暗谝粋€參數(shù)定義為 R DS (ON)（設(shè)備開啟時漏源之間的電阻），越低越好，”電源管理業(yè)務(wù)開發(fā)和營銷總監(jiān) Erez Sarig 說。擊穿電壓定義了器件的擊穿電壓?！半S著擊穿電壓的增加，RDS (ON) 也會增加，”他補(bǔ)充道。相反，穩(wěn)健性根據(jù)應(yīng)用描述了設(shè)備的性能?！斑@與保證設(shè)備能夠使用多年而不降低性能有關(guān)，”薩里格先生說。

在電力電子生態(tài)系統(tǒng)中，我們可以確定 4 個主要挑戰(zhàn)。“第一個挑戰(zhàn)，”薩里格先生說，“是要有一個積極的電源效率?！?他繼續(xù)說道，“第二個是功率密度——意味著小體積解決方案（例如，在數(shù)據(jù)中心，功耗增加，但每臺服務(wù)器的總面積有限）；第三是數(shù)字集成的需要，因為電力產(chǎn)品需要更多的計算能力來改善電力輸送和運(yùn)行監(jiān)控；最后，第四是所有產(chǎn)品中功率元件數(shù)量增加所帶來的成本壓力。”

他繼續(xù)說道：“作為一個一般性的陳述，我們先進(jìn)技術(shù)的制造所提供的主要優(yōu)勢是有可能獲得更好的性能和成本結(jié)構(gòu)。”。隨著能源消耗的增加，系統(tǒng)架構(gòu)依賴于高效項目。

Tower Semiconductor的電源管理平臺提供高水平的功能集成，包括廣泛的存儲器、1.8V和5V高密度庫以及高級功率LDMOS；所有這些都高度適用于各種應(yīng)用，如移動、可穿戴、工業(yè)和汽車以及全球范圍內(nèi)不斷增長的計算。

該平臺包括180nm和65nm雙極CMOS DMOS（BCD）工藝，以及140V和200V SOI技術(shù)的高壓RESURF塊。超過100種設(shè)備適合任何電源管理項目，包括電阻器、BJT、電容器以及CMOS（和LDMOS）。

“在大多數(shù)電源產(chǎn)品中，需要集成模擬、數(shù)字和電源域。模擬域使用雙極和 CMOS 器件，而電源域使用 DMOS 和雙極器件，因此使用 BCD 技術(shù)可以提供一個綜合解決方案，以滿足上述要求，以更好地集成數(shù)字、模擬和電源，”Sarig 先生說.

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第六代技術(shù) (Gen6) 基于現(xiàn)有的、非常成功的高性能電源管理平臺，并且在很大程度上向后兼容，允許現(xiàn)有部件和設(shè)計輕松轉(zhuǎn)移到新的、更高效的工藝中。

“Gen6 憑借其領(lǐng)先的性能，在各種終端應(yīng)用中充分利用了電源效率和外形尺寸，例如具有數(shù)十安培驅(qū)動能力的微處理器穩(wěn)壓器、電機(jī)驅(qū)動器、多通道 PMIC、USB-C PD等等。這是由于低 Rdson 和厚后端可實現(xiàn)低功率損耗，”Sarig 先生說。

典型的解決方案允許重復(fù)使用具有不同隔離方案的電路，從而提供最高級別的硅優(yōu)化、快速的上市時間和高效的設(shè)計周期，并顯著節(jié)省成本。

圖2：晶圓設(shè)計過程中的人[來源：Tower Semiconductor]

“該技術(shù)是使用 TCAD（技術(shù)計算機(jī)輔助設(shè)計）模擬和多芯片運(yùn)行開發(fā)的。每項技術(shù)的開發(fā)都需要大量的研發(fā)工作、時間和其他資源，我們很高興將其提供給我們現(xiàn)有和潛在客戶，”Sarig 先生說。

Gen 6 工藝以創(chuàng)紀(jì)錄的 6mΩmm2 和少量生產(chǎn)掩模提供顯著更低的 R DS (on)，從而實現(xiàn)顯著的性能和成本優(yōu)勢。

最小化RDS(ON)需要適當(dāng)?shù)?a target="_blank">芯片技術(shù)以及具有低互連電阻的封裝。對具有更低 Rds(on) 的解決方案的興趣是市場的強(qiáng)烈需求。選擇半導(dǎo)體開關(guān)時，有必要研究數(shù)據(jù)表規(guī)格的詳細(xì)信息——尤其是 Rds(on) 等關(guān)鍵參數(shù)如何隨溫度變化。R DS (on) 是從源極到漏極的路徑中的總電阻，由穿過電流路徑的一系列電阻組成。

在所有工作條件下具有高故障電壓的穩(wěn)健設(shè)計為 DC-DC、PMIC 和電機(jī)驅(qū)動器應(yīng)用中的高功率單片集成解決方案提供更高的電路可靠性。

審核編輯 黃昊宇