芯耀
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“從公司發(fā)展歷程來看，2011~2017 年這一階段，我們稱之為 MPS 3.0，是公司持續(xù)高速增長的一個時期，在傳統的消費市場之外，我們開始更多關注汽車、工業(yè)、服務器、通信等領域，到 2017 年公司實現將近 5 億美元的營收。要保持這樣的趨勢，我們提出了一個新的 MPS 4.0 規(guī)劃，希望通過更均衡的發(fā)展，以及除了持續(xù)在目標市場加大投入外，還會引入電子商務等新的商業(yè)模式，幫助公司在未來幾年中保持持續(xù)的高速增長?！盡PS 公司全球產品線經理孫毅在近日的一次媒體活動上這樣介紹該公司的發(fā)展戰(zhàn)略。
作為一家專注于電源管理芯片的公司，自 2000 年成立以來，MPS 公司的成長速度確實不錯，對此，孫毅不無驕傲，“MPS 在 DC/DC、AC/DC 轉換，以及照明、電機驅動、電池管理、電源模塊等各個領域共有一千多款產品，數量還在不斷增加，我們每年的研發(fā)投入也是非常大的。2017 年 MPS 實現年復合增長率 21.2%，而整個模擬芯片行業(yè)平均增長率約為 10.9%，可見我們有非常顯著的增長曲線?！?/p>
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模塊化是重要趨勢
從電源芯片的創(chuàng)新方向，近幾年我們看到的主要是圍繞一些新材料展開，除此之外，模塊化成為一個重要的趨勢，如何實現低功耗、小尺寸、高集成度、高功率密度成了電源廠商普遍的課題，MPS 此次帶來的 MPM3695-25 就是這樣一款 DC/DC 數字電源模塊產品。
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MPM3695-25 的產品特性
而這種模塊化的電源芯片產品對芯片廠商的工藝和封裝技術提出了不小的挑戰(zhàn)。
電源芯片的工藝進程在多大程度上影響廠商的產品定義
如果說數字芯片包括 MCU、FPGA 等的工藝技術正在趨向集中，那么模擬和電源芯片的工藝卻是千差萬別，我們看到的一個現象是大多數字芯片廠商都是 Fabless 模式，而模擬廠商尤其是規(guī)模較大的模擬廠商基本都有自己的制造工廠，這從一個角度說明了，對于模擬和電源產品而言，工藝的配合顯得格外重要。
孫毅提到，“MPS 采用一種 Fablite 的合作方式，雖然沒有自己的制造和封裝廠，但是我們跟固定的代工合作伙伴有非常深度的合作，會有駐場工程師在晶圓廠、封裝廠里，用我們自己的工藝和封裝來生產，實現一種深度的定制。”
在工藝技術上，目前電源產品的主要工藝技術包括 Bipolar、CMOS、BiCMOS、BCDMOS 等，孫毅介紹，MPS 主要采用 BCDMOS 工藝，在幾年前就實現了高良率的 90nm 工藝節(jié)點，且正在開發(fā)更小尺寸的工藝技術。
其工藝技術的一個優(yōu)勢，可以用一個例子來說明。傳統多芯片模塊通常會采用一個 DrMOS 的結構，驅動芯片提供柵極驅動的功能，這種傳統的結構有一個比較顯著的問題是，當驅動信號到達，要開通整個 MOSFET，是有一定的延時的，這是由物理位置造成的，讓系統很難實現真正的高速導通。也因此讓死區(qū)時間即上管和下管之間的控制時間比較長，否則可能會出現上下管擊穿。而 MPS 借助獨有的單晶元技術實現了一種創(chuàng)新性的結構，即分布式柵極驅動，將 MOS 驅動器分成了一個個小的單元，每個小的驅動單元分別與一個 MOSFET 對應起來，這樣當有驅動信號時，MOSFET 幾乎可以同時開通，大大降低了延遲時間，提高開關速度，將死區(qū)時間降低到 2ns 以內，最大限度地減少開關損耗和寄生感應振鈴，效率也大大提升。而這種新結構的實現就得益于 MPS 先進的工藝技術，因為這種分布式的柵極驅動會有更多寄生參數產生，對工藝技術的要求更苛刻。對此，孫毅提到，“傳統的工藝都是用垂直溝道式的結構，我們公司特別開發(fā)的也是最早采用了平面式的溝道結構，這種結構可以更好地消除寄生參數的影響”
同樣是 BCDMOS 工藝，針對不同的產品系列，MPS 有不同的工藝技術相對應。
封裝技術如何助力芯片小型化
在封裝技術方面，每個電源芯片廠商也幾乎都有自己的專利技術，而大家的技術攻關方向主要圍繞更小尺寸、更輕薄以及實現更好的散熱和降低成本等方面。對此，孫毅表示，“傳統電源模塊大量采用金線鍵合技術，這種技術遇到的一個挑戰(zhàn)是因為有線的存在就會產生寄生參數，而 MPS 是最早開始采用獨特的芯片倒裝封裝技術的廠商之一。這種芯片倒裝封裝技術將芯片倒置，從原來的的接觸點在頂面變成接觸點在下面，在這些接觸點上通過銅柱凸塊來實現連接。與金線鍵合技術相比，芯片倒裝封裝的可靠性更高，尺寸更小，散熱也更好。因為銅柱凸塊更粗，產生的寄生電感會更小，響應也會更快。同時銅材料的成本也要比金線低很多?！?/p>
這種芯片倒裝封裝的優(yōu)勢可以從最新的數字電源模塊產品 MPM3695-25 身上得到體現，這款新產品尺寸、面積、高度都要優(yōu)于競爭對手的產品。
芯片倒裝工藝
MPM3695-25 與競爭對手產品的對比
MPS 所面向的工業(yè)、通信和汽車市場是被很多電源芯片廠商看好的高增長領域，隨著工業(yè) 4.0、5G 通信以及電動汽車、輔助駕駛等新技術新應用的刺激，相信這些領域未來的產品競爭會愈加激烈，而從產品層面，工藝和封裝技術對于一個電源芯片廠商的價值會更加凸顯。對此，MPS 顯然信心滿滿。
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