onsemi发布了采用硅片作为嵌入式封装的Embedded Power Platform架构,旨在大幅提升AI服务器机架、汽车及工业部署的功率密度。
在今天的投资者日上,安森美(onsemi)推出了嵌入式电源平台(EPP)。这是一种电源集成方案,通过将异构功率芯片直接嵌入硅基体中,并利用晶圆级重布线层进行互连,而非采用传统的键合线。该平台定位于车辆电气化和AI电源基础设施领域,旨在解决行业面临的一项关键挑战:随着功率密度成为硬性约束,传统上分别优化电气、热力和机械设计的做法已触及极限。在与我们的通话中,安森美重点强调了这种集成方法的重要性。
安森美将此次发布置于日益增长的电力需求背景下。在AI、汽车和工业市场,设计师必须在更小的空间内提供更高的功率,同时提升效率并管理热量、尺寸和成本。当电气、机械和热力系统独立调整时,某一领域的进步必然会在其他领域产生权衡,从而迫使企业进行昂贵的后期设计修改。
EPP的核心是一个硅嵌入式封装结构,其中异构功率芯片直接位于基板内部,并通过晶圆级金属化层进行连接。这一设计用精密的重布线层取代了键合互连,将半导体制造厂的精度引入连接环节,降低了寄生电感,从而实现更优的器件控制和更高的开关频率。该平台具有技术无关性,可跨多种半导体材料和功率水平扩展,支持硅、碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)以及未来技术的可配置组合。驱动器和控制器与功率器件直接集成,以降低系统级复杂性。该架构利用了安森美在纽约州北部经过验证的制造基础设施——该基地距离我们去年制作IBM Z17视频的地方不远——并结合了先进的仿真能力。公司表示,这一基础设施缩短了上市时间,同时提供了高压隔离和更低电阻的热通路。
该平台带来了显著的热力和电气性能提升。全 footprint 热传导增强了散热能力,支持更高的连续功率运行,而集成的高压隔离减少了对热效率低下的绝缘材料的依赖。更短且受控的电气路径进一步最小化了寄生电感。此外,数字孪生仿真与多物理场协同优化相结合,使工程师能够快速迭代设计,减少实体硬件构建并加速开发周期。
安森美最初的目标市场是车辆电气化和AI电源基础设施。在汽车应用中,降低的电感实现了更快的开关速度,而全 footprint 热传导有助于缩小牵引逆变器的体积和重量,使其能够跨多个车辆平台扩展。对于AI数据中心而言,更高的功率密度释放了主板和机架空间,实现了热效率高且紧凑的电源交付。该架构还延伸至快速充电基础设施、储能、电网现代化和工业自动化等领域。为推动汽车领域的采用,斯巴鲁(Subaru)已成为首个战略合作技术伙伴。安森美正在向斯巴鲁提供工程样品、仿真模型和技术专长的早期访问权限,以评估集成电源设计是否能为下一代车辆架构提高效率并简化开发流程。鉴于汽车行业典型的设计周期较长,此次合作构成了基础性的客户评估阶段。
关于AI数据中心,我们就主要应用场景进行了询问,公司概述了一个特别引人注目的用例。与其依赖笨重的机电断路器来处理数百千瓦的800V机架,EPP架构能够实现显著更小的数字断路器解决方案。公司建议我们将传统的庞大断路器替换为这种紧凑的替代方案,它易于液冷或风冷,完全可控,并能从组件输出遥测数据。正如所述,首个主要的商业用例很可能瞄准这些800V直流AI机架。
对于关注AI基础设施的读者而言,EPP解决了电源交付挑战中的一个特定层面。尽管近期的行业报道突出了威盛电子(Wiwynn)和泰科电子(TE Connectivity)等推出的液冷800V直流母线排解决方案,旨在通过机架路由电力,但EPP通过在单个封装内集成功率器件、互连和控制功能,从更接近源头的位置解决问题。随着AI机架持续变得密集,针对下一代部署的优化已从GPU、网卡(NIC)、CPU、交换机、存储和液冷扩展到涵盖电源交付本身。值得注意的是,800V平台标准正被应用于汽车和AI数据中心两大生态系统。最后值得一提的是,安森美的总部距离STTH工作室仅约十分钟路程。