除了技术上的应对措施之外，英飞凌还针对AI技术发展不断调整未来产品规划。在高可靠性、高性能的DC-DC POL方面，英飞凌针对12A、20A这类小电流产品主要采用单晶圆的技术，主打性价比，主要因为单晶圆的芯片成本比多晶圆更低。而在25A、40A部分产品上，英飞凌则会利用多晶圆的工艺，不断提升芯片的效率和性能。
2023年，生成式AI爆火，极大地推升了算力需求，也对Power IC提出了更高的要求。其中，最为明显的是，产品的功率密度越来越高，同时体积却越来越小。不过，在产品层面不断满足更大功率密度、更小封装以及动态响应等关键创新的同时，如何提高产品和技术性价比也是创新设计的难点。而英飞凌就在做这样的探索，且在近日推出了TDA388xx系列产品。
TDA388xx系列产品
“从过去的Controller (控制器)和MOSFET分立器件的方案，到后来的集成，再到提供大功率的数字控制器和Power Stage解决方案，再到现在的模块方案、垂直供电，这个趋势非常明显，功率越来越大，但是体积越来越小。”英飞凌科技大中华区电源与传感系统事业部应用管理经理董唯一表示，快速发展的AI应用带来了更大的挑战，但英飞凌正不断革新自己的技术，迭代自身的产品，竭力满足市场的需求。
电源IC支持AI快速演进
前几年，加速卡主要以PCI-E卡为主流应用技术，但随着过去一年里AI技术快速应用与发展，越来越多的设备需要高计算能力和数据处理能力，对功率密度提出了更高的要求。
“随着AI的概念爆火，大模型训练成为主流之后，加速卡的出货量爆增。英伟达OAM卡的尺寸大小不足以半张A4纸，但是功率可以达到700W甚至更高。这就要求功率密度也呈指数级的增长，而支撑这个功率密度的就是Power（电源）IC。”董唯一表示。
她特别强调电源IC对AI芯片性能的影响，“据统计，在一块GPU上，DC-DC的用量将超过60颗半导体DC-DC的产品。这个数量是服务器的CPU板子上的1.5倍，除了POL，即集成了控制器和MOSFET的DC-DC以外，还有传统的数字控制器和Power Stage。这些产品不仅占板面积很大，而且对主芯片性能的影响都是极大的。如果AI芯片想发挥出最高的功效，周围的电源一定是非常重要的。”
为了解决AI技术发展带来的新挑战，一些企业采用先进的半导体工艺、优化算法和系统架构，开发更加高效的电源管理技术，在保证AI芯片充分发挥性能的同时，进一步提升能源利用效率，从而推动更加可持续和环保的技术发展。而英飞凌也推出了性价比更高的、集成度更大的POL的产品——TDA388xx系列产品，主要面向服务器、AI、数据通信、电信和存储市场。
该系列稳压器用途广泛，能够在4.0 V至16 V的宽输入电压范围内稳定工作，并且可以通过外部偏置电源进一步扩展在各种DC-DC应用场景中的应用范围。
同时，基于在功率系统效率和设计紧凑性方面的设计，新推出的TDA388xx系列稳压器可确保快速瞬态响应，能够最大程度地减少无源元件数量并节省电路板空间。
除了AI技术性能之外，散热和安全性也是亟需解决的问题。对此，英飞凌科技大中华区电源与传感系统事业部高级主任工程师吴炼介绍，英飞凌依托先进的MOSFET工艺，可以提升产品的效率，以及散热管理，使得产品的热阻相对较小。同时，英飞凌还有非常先进的Chip-Embedded工艺，可以双面散热，热阻进一步降低，散热条件更好。
而最新发布的TDA388xx产品系列就内置多种保护功能，包括预偏压启动和热补偿电流限制以及过压保护（OVP）和欠压保护（UVP）等，即使在故障情况下也能确保系统安全。该产品系列采用符合ROHS标准的QFN-21封装，能够在-40°C至125°C的温度范围内有效工作。
四大方向应对AI算力增长
未来，随着大数据、人工智能等技术与行业深度融合，算力的支撑作用越发明显，算力规模将呈现爆发式增长态势，功率系统密度、集成度也将持续提升。对此，董唯一表示，英飞凌也将从四大方向，利用Power IC支持功率密度的增长。
首先，英飞凌电源IC也会采用碳化硅、氮化镓技术，进一步提升产品性能。
同时，英飞凌将基于先进的封装工艺，不断研发高集成度的产品，进一步缩小芯片的面积，满足功率密度增长的需求。
另外，英飞凌还将利用系统级的架构，不断开发系统解决方案，包括12V、48V等电源产品方案，以支持未来AI技术需求。
此外，英飞凌也将为电源产品提供电源保护，推动数据中心的电源供电走向数字化、低碳化。比如英飞凌电源模块基于自身的散热系统专利，可以帮助整个系统进行热管理。
董唯一介绍，针对GPU厂商在动态响应方面的新要求，英飞凌在新的POL上采用其独有的FAST COT技术，控制模式也从 voltage mode转到了current mode，以顺应整个AI市场需求的变化。
她还特别提到，TDA388xx产品系列采用了市场上通用的封装技术，具有很强的技术兼容性，同时搭配着数字控制器以及Power Stage，可以提供一个系统级的解决方案，更有效帮助客户提升整个系统的性能。
除了技术上的应对措施之外，英飞凌还针对AI技术发展不断调整未来产品规划。在高可靠性、高性能的DC-DC POL方面，英飞凌针对12A、20A这类小电流产品主要采用单晶圆的技术，主打性价比，主要因为单晶圆的芯片成本比多晶圆更低。而在25A、40A部分产品上，英飞凌则会利用多晶圆的工艺，不断提升芯片的效率和性能。
针对单晶圆技术，吴炼解释，“单片集成相当于把控制器、Driver放在一个晶圆里。从工艺的角度，英飞凌凭借多年的累积不仅可以满足工艺的需求，而且单晶圆产品在性价比上比原来的更好。”
您可能感兴趣
