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安森美推出嵌入式电源平台:面向AI时代的突破性架构

该平台以硅晶圆本身作为封装载体,为汽车、工业和AI数据中心市场带来高度集成的电源系统设计方法

摘要:安森美 (onsemi) 今日发布嵌入式电源平台(EPP),该平台将多个裸片集成到单一硅器件中,以更高的功率密度重新定义系统级供电方式。通过在单一架构内协同优化电气、机械和热性能,EPP以高度集成的电源系统设计方法,使功率密度最高可达现有解决方案的3至5倍。这有助于客户降低复杂性,并支持扩展以满足AI基础设施和电气化不断增长的需求。

安森美(onsemi,美国纳斯达克股票代号:ON)发布嵌入式电源平台(EPP),这是一项突破性架构,以硅晶圆本身作为封装载体,并引入高度集成的电源系统设计方法。EPP是可扩展的平台,从设计之初便整合电气、机械和热设计,面向AI、电气化和自动驾驶应用,帮助客户实现更高的功率密度、提升系统性能,并加速开发进程。

“几十年来,半导体和封装一直被视为两项独立技术。EPP通过使硅本身成为系统架构的一部分,改变了这一点,”安森美总裁兼首席执行官Hassane El-Khoury说,“EPP将先进半导体技术、制造能力以及系统级优化整合到一个通用架构中,并可随未来创新不断演进。这一方法有望重新定义电源系统的构建方式,并为AI基础设施、电气化和自动化奠定新的基础。”

安森美嵌入式电源平台晶圆

安森美嵌入式电源平台芯片

创新之处:EPP重新定义封装在系统架构中的作用,使其从被动的物理外壳转变为提升系统性能的关键组成部分。通过采用硅晶圆本身作为封装载体,EPP可在高度集成的晶圆级架构中,无缝集成并互连硅、碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)技术。FET、驱动器和控制器等多个器件可共同嵌入单一封装中,并针对电气、热和机械性能进行协同优化。这使完整的电源系统协同设计成为可能,设计人员从设计初期即可同步评估和优化电气、热和机械特性,从而提升功率密度和系统性能,降低开发复杂性,并加快产品上市进程。

EPP还借助安森美的标准12英寸硅晶圆制造能力,将关键集成工艺纳入半导体晶圆厂的精密制造与控制体系。这意味着可将成熟的半导体设计工具、晶圆级制造和先进仿真能力应用于电源系统集成,有助于提升性能并加速创新。

斯巴鲁公司(Subaru Corporation)是EPP首批早期合作伙伴之一,正与安森美合作评估该平台如何支持未来电动化汽车架构。通过此次合作,斯巴鲁将提前获得工程样品、仿真模型和技术资源与支持,双方将共同探索如何提升车辆性能、简化开发流程并加速创新。

重要意义:AI基础设施、电动化交通和工业自动化的快速发展,都在不断推高对电力的需求,使电力成为各行业共同面临的关键资源挑战。客户需要在日益紧凑的系统中输送和管理更多电力,同时兼顾热管理、效率、成本和开发时间。然而,当今许多电源系统仍沿用传统设计方法,将功率电子、机械设计和热设计视为彼此独立的工程挑战,并在各个环节中分别开展优化工作,依次推进。某一阶段的决策可能导致另一阶段不得不做出取舍,导致额外工程迭代、代价高昂的后期变更以及更长的开发周期。

EPP以通用平台取代这种割裂的分阶段模式,支持协同设计、协同仿真和协同优化。该方法旨在帮助客户:

  • 将功率密度提升至传统方案的3至5倍,具体取决于应用
  • 将开发周期缩短至最快四个月
  • 改善热性能和散热能力
  • 通过降低寄生电感减少电损耗
  • 支持更强的器件控制能力和更高开关频率
  • 更早识别设计取舍,减少代价高昂的后期变更
  • 将通用架构扩展至不同功率等级、器件类型、半导体应用技术
  • AI基础设施应用:随着AI机架功率不断提升,用于电力输送、转换和保护的系统需要占用更多空间和冷却资源。这可能限制单个机架内可容纳的算力。在一项早期基于EPP的固态断路器设计中,该解决方案相比现有设计尺寸缩小约50%,运行温度降低约20%。通过减少封装额外开销,并利用整个EPP占位面积导热,EPP支持更紧凑的电源系统,改善热管理,并有助于AI基础设施实现更高功率密度。
  • 电动汽车应用:电动汽车牵引逆变器通常受到效率损耗、热限制、开发复杂性和系统尺寸的制约。EPP有助于应对这些挑战,相较传统方法,功率密度最高提升4倍,功率损耗降低15%,支持更小、更轻且更高效的逆变器设计。其可扩展架构支持单一逆变器平台覆盖从入门级到高端车型的应用,使汽车制造商能够在多个车型和功率等级之间复用通用设计。该方法可降低研发和制造成本,缩短认证和开发周期,提升车辆续航里程或降低系统成本,并帮助新车型项目更快推向市场。

AI时代正在带来单靠算力无法解决的新型基础设施挑战。随着电力成为未来创新的关键制约因素之一,EPP代表了一种全新的电力输送、管理和优化方式。通过采用硅晶圆本身作为封装载体,安森美正在构建支持下一代AI、电气化和自动驾驶系统发展的技术底座。

供货情况:安森美预计将于2026年开始向汽车和AI应用领域的战略客户及生态系统伙伴提供EPP样品。

关于安森美(onsemi)

安森美(onsemi, 纳斯达克股票代号:ON)提供智能电源和智能感知技术,推动汽车、工业及人工智能数据中心等终端市场实现电气化升级,并提升能效、安全性和自动化水平。凭借高度差异化的创新产品组合,安森美助力客户攻克复杂的挑战,以实现更高能效、更优性能和更低的系统成本,携手共建一个更安全、更清洁、更节能的世界。安森美被纳入标普500指数。了解更多关于安森美的信息,请访问:http://www.onsemi.cn