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近期英飞凌科技公司宣布,雅达电源最终选定其CoolMOS CS服务器系列高性能功率晶体管作为其高端服务器应用的电源系统解决方案。利用CS技术,英飞凌成功实现了多种商业和工业应用电源解决方案的瘦身、功率密度提升和成本削减。作为雅达电源最新创新的DS1300-3产品的支持,英飞凌最新的CS技术将为其带来高效率和高功率密度等多种优势。据了解,此款产品为AC到12VDC的大功率分布式开关电源,可实现12.6W/inch3的功率密度。
高压功率MOSFET跨越集成障碍
英飞凌CoolMOS CS服务器系列高性能功率晶体管是专门为计算机服务器,以及通信设备、平板显示器等其他高功率密度应用而设计的。该新品成功跨越了所谓的“硅限制”,耐压能力为600 V。当采用标准TO 220封装时,导通电阻为99 mW,采用标准TO 247封装时,导通电阻为45 mW,均为全球最低值;开关速度为每纳秒150 V,亦为行业最高值。不仅可以缩小电源尺寸,提升其能源效率,同时与其他功率晶体管相比,所产生的热量也会显著降低。
“我们最新推出的高压功率MOSFET将使AC/DC电源更高效,更紧凑,也更方便在全球使用,”英飞凌电源管理部营销主管Gerhard Wolf表示,“在当今能源紧缺的大环境下,电源的智能高效使用是必须的。”
同时 英飞凌还展示了一种适用于服务器电源的1000W参考设计,该设计仅采用了一个99mW CoolMOS CS功率晶体管。与采用并联两个标准250 mW MOSFET的类似电源相比,其效率可高出1.5个百分点,从而使系统的每W成本降低了10个百分点。采用这种设计,设计师们可以轻易的实现系统的小型化。
全新CMOS技术打破功耗极限
随着系统功能的飞速增长,对体积、功耗的要求越来越高。为了达到这个目标,工艺的发展速度已远远超出了人们的预料。但是当采用100 nm以下的CMOS工艺时,很难制造同时具备高开关速度和低泄漏电流的晶体管。由于最小特征尺寸进一步缩小,导致晶体管泄漏电流增加,集成电路中的静电耗散出现了异常激增。因此,降低泄漏电流已成为整个行业的焦点问题,也是微电子器件进一步微型化进程中遇到的最严峻的挑战。
“我们开发的电路工艺特别适用于未来的移动应用,如基带IC,因为它们可实现更长电池工作时间,而不受日益增加的芯片功能和晶体管数量的影响。”英飞凌公司研发部总监Roland Thewes博士表示。该公司近期推出的一种创新电路工艺,能够降低采用120nm和90nm CMOS工艺制造的电路的泄漏电流。
创新技术与电路设计相结合是降低以现代CMOS工艺制造的电路的整体功耗的关键环节,休眠晶体管设计是一种非常有效的抑制泄漏电流的电路工艺。该公司已基于120nm CMOS工艺的16位乘加器模块开发出了全新细粒度休眠晶体管。由于泄漏电流对电路装置的影响变得越来越重要,该公司计划更小的功能模块也将采用休眠晶体管设计,并缩短断电时间。
目前,英飞凌已采用三井结构90nm CMOS工艺和高级芯片家族,生产了几个最高时钟频率从500 MHz到2.5 GHz的32位加法器内核。此外,通过利用体偏置技术,可根据要求的电路运行模式,来调节晶体管的临界电压。这种方式改善了运行模式下的开关电流,并最多可使时钟频率提高30%。
先进工艺助力单芯片设计
SMARTi PM是一款面向GSM、GPRS和EDGE移动电话的单芯片CMOS射频收发器。相比竞争对手的解决方案,基于SMARTi PM的完整GPRS/EDGE射频装置所需的板载空间最多可减少50%,组件成本也将降低30%。“在我们推出的基于低功率CMOS技术的全新射频收发器产品系列中,该集成式GSM/GPRS/EDGE CMOS收发器是一个重要的里程碑。”英飞凌副总裁兼射频引擎事业部总经理Stefan Wolff表示。(接上页)该收发器基于极性调制架构,发射通道不再需要隔离装置或外部滤波元件,可实现GSM/GPRS/EDGE 850/900/1800/1900语音和高性能数据传输应用。借助一根3线总线,可完全控制SMARTi PM。将其与英飞凌S-GOLD2(PMB 8876)基带芯片和SM-POWER-3(PMB 6821)电源管理芯片进行组合,可实现一个高成本效率的袖珍型解决方案—紧凑式3芯片EDGE系统。而且,当前采用英飞凌SMARTi SD和SD2收发器的产品可轻松升级至EDGE功能。
此外,SMARTi PM还支持从1到12级的GPRS/EDGE数据业务,可实现快速数据传输和四频应用。借助这个易于使用、具备高可制造性的单芯片解决方案,手机制造商可快速地将多种基于同一芯片平台的产品推向市场。
单芯片方案打造高集成手机
相比SMARTi PM芯片,E-GOLDradio更是提供了一揽子解决方案,该芯片集成了一个四频无线收发器和一个基带处理器,可实现基带和射频功能,所占板上面积不足4cm2。由于英飞凌公司成功地解决了在一颗芯片上紧密集成基带芯片和射频芯片所遇到的最具挑战性的问题,如串扰衰减等,该单芯片可支持GPRS 12级传送速度。
此外,E-GOLDradio还大大减少了诸如电容器和分立式元件等外接组件,从而使材料成本降低了约30%。而在双芯片解决方案中,则必须利用这些组件来为手机中的射频芯片和基带芯片提供通信。由于该芯片可支持大量功能,而不需要如数码相机、双色显示屏、和弦铃声和MP3播放器等其他辅助芯片,所以特别适用于成本驱动型中、低端手机。
基于E-GOLDradio,英飞凌公司推出了全球集成化程度最高的手机平台。全新BP3平台包含设计手机所需的全部硬件和软件组件,如电源管理、滤波器、功率放大器、内存、GSM/GPRS协议栈、应用框架(APOXI)和参考人机界面,应用等。
据悉,首批E-GOLDradio样品已经出货,计划将于2005年末开始批量生产。