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探秘e星球:茂睿芯基于120V的高压BCD工艺及其产品

荷叶塘 来源:电子发烧友 作者:程文智 2021-10-21 23:10 次阅读

(文/程文智)慕尼黑华南电子展即将在11月23日至25日在深圳国际会展中心宝安新馆举行。为了了解展会上的新技术和新产品,我们做了一个“探秘e星球”栏目,邀请了比较有代表性的企业提前揭晓部分新技术和新产品。

本期我们邀请到了茂睿芯市场经理周银,他为我们揭晓了茂睿芯的高压BCD工艺、高速驱动工艺平台,以及基于这两个平台推出的ACDC、高压DCDC、同步整流工业驱动器和负载保护开关产品。


图:茂睿芯市场经理周银

下面是我们的详细采访内容:

请周工给我们简单介绍一下茂睿芯,以及茂睿芯所采用的高压BCD工艺?

周银: 茂睿芯(深圳)科技有限公司是一家2017年成立的专业模拟和混合信号集成电路设计、研发、销售与技术服务公司,总部设在深圳。公司由半导体业界资深专家团队创立,其核心成员均具有欧美及国内一流半导体公司丰富工作经验和业绩。

经过4年的高速发展,目前我们在华北、华东和西北分别成立了研发中心和办事处。公司目前的定位是高性能电源管理汽车电子、功率驱动模块、电机驱动及传感器技术等应用。我们每年将营业收入的20%以上用于研发,并与国内著名企业、科研院校展开多个技术项目合作。

目前,我们已经建立了5条产品线,产品型号超过50个。目前在大功率PD快充、数据中心电源新能源BMS、充电桩模块等应用中取得了不错的效果。

关于BCD工艺的情况,茂睿芯是属于比较早成功地把120V工艺调通,并成功量产的公司。基于120V的BCD工艺,我们目前开发出了110V耐压的高压DCDC产品,相比同行业提供的100V的DCDC,我们提供的耐压要高出10V,这在工业和汽车电子应用内,可以大为提高产品的可靠性。

另外一点,在中大功率的电源里面,产品除了正向耐压外,也需要关注负向耐压,就是所谓的耐负压能力,而我们用传统的BCD工艺,实现了一个抗48V耐压的耐负压能力。

友商可能需要另外增加一个SOI隔离工艺才能实现,这样会大大提高产品的成本。也就是说,我们用了一个性价比相当高的工艺技术,实现了一个高难度的产品。

提到120V BCD工艺,我们是国内第一家成功流片的公司,现在晶圆厂跟我们是战略合作关系,因为我们给他们的这条120V BCD工艺产线提供了很多有用的意见和建议。

目前茂睿芯可以提供哪些类型的产品?能给我们分享几款比较有代表性的产品吗?

周银:目前茂睿芯有5个种类的产品,分别是ACDC,同步整流,高压DCDC,工业驱动器和负载保护开关。

其实,在国内,我们做的第一个产品线是同步整流。当时,我们基于高压BCD工艺和高速驱动平台,推出了一颗业界延时最短,10ns关断延时的MK91808。2019年推出来的,现在每个月出货量应该可以超过10KK。到目前为止,它依然是业界关断延时最快的,同行推出的基本上是20ns。

第二条产品线就是ACDC,因为我们当时推了同步整流,这个市场认可度还不错,客户要求我们提供一个全套的解决方案,所以我们索性就将ACDC也做了。PD里面涉及一个宽范围的输出,这就要求ACDC也是一个宽范围,刚好120V工艺很适合ACDC产品的开发,因此,茂睿芯就推出了110V VCC耐压的ACDC芯片,它可以帮助我们的客户在做电源的时候,省掉相当一部分的稳压电路。

第三个产品线,是高压DCDC。不论是现在的碳达峰,碳中和要求,还是之前的新基建,里面很大一块都是新能源,而新能源里面很大一块是锂电化,就是将铅酸电池换成锂电池。原因是环保和锂电池的能量密度更高。锂电池内部就需要电池管理系统,也就是BMS,我们看到这里面也需要一颗100V耐压的DCDC,同时也需要低待机功耗。

我们基于120V的BCD工艺平台,将低待机功耗也做进去,就推出了110V耐压的高压DCDC,用于BMS内的辅助供电,通过它可以给隔离通讯、MCU、或者大功率时需要用到的驱动器供电。当然,这颗芯片还可以用于工业48V总线。

另外,茂睿芯还推出了110V耐压的Buck控制器,它本身就可以用于中大功率的电源模块内,自己可以构成一个电源模块的系统。

第四条产品线是我们的工业驱动器。工业驱动器分两类高侧驱动器和低侧驱动器,它跟半桥还是稍微有一点点区别。未来,我们可能还会去做半桥,乃至三相全桥驱动器。

最后一条产品线是负载保护开关,我们之前主要是用在智能家居,比如说蓝牙音箱在输入的时候,热插拔可能会有一些尖峰,掉电的时候可能会引起一些时序的错误。此时就需要一颗负载保护开关,一是保护,二是协调上下电的时序。避免对音箱的一些干扰。同时,我们也会开发车规级的负载保护开关产品。

今年USB协会还推出了PD3.1协议,这个协议的推出对你们有哪些影响?目前的产品是否可以覆盖该标准,还是需要另外开发新的产品来支持?

周银:对我们的产品来说还是有影响的,第一就是PD3.1把原来20V的最高电压推高到了48V,这对用电设备和ACDC输出设备的耐压要求都更高了,48V刚好可以用上我们的120V工艺,其实对我们来讲,我觉得其实对我们来说是利好,刚好可以利用上我们的高压工艺。

我们的现有产品其实是可以在PD3.1内用的。但是,PD的功率更大了,它的一些用用拓扑,必须要拓展,同时,它的用电设备的接口处还需要做一些更新,我们也在密切关注这个趋势,未来我们可能会开发一些新的芯片和应用拓扑,来满足PD3.1的应用需求。

除了快充,茂睿芯的产品在工业方面主要用于哪些应用场景?

周银:从新能源汽车来说,前端的充电桩,车载充电器(OBC)、高压动力电池与给多媒体供电的低压电池之间的DCDC,都有用我们的驱动器产品。

储能分两块,跟光伏配的光储一体系统,我们可以做BMS,以及储能电池到逆变之前需要用到的大功率DCDC,它的功能是做稳压,因为电池电压是一个变化的过程,需要稳压之后做逆变,这里面也需要用到我们的功率驱动器。

还有就是,我们观察到今年下半年移动储能突然进入了公众视野。之前是极个别的客户在做,主要做一些海外市场,但下半年,国内的移动储能有一种爆发的趋势,我们的产品还可以用在这上面。

此外,我们的大功率ACDC电源,还可以用在通信,服务器,以及矿机的这样工业领域中。

在今年的慕尼黑华南电子展上,茂睿芯会展示哪些新的产品和技术?

周银:今年的展会,我们会重点展示两个新产品。一是我们近期推出的合封GaN的PD产品;二是110V耐压的Buck控制器MK9218,它拥有高效率和杰出的瞬态响应,6V-100V超宽输入电压范围,完全涵盖工业电压12V-54V的宽输入电压应用,同时可以保证电池应用场景中瞬态电压最大不超过100V的应用场景安全可靠。

另外,也会介绍我们各个产品的应用领域和相关拓扑,以及展示客户的成功量产案例。

前面提到的2021慕尼黑华南电子展(electronicaSouthChina)将于11月23-25日在深圳国际会展中心(宝安新馆)开幕!展位将以“融合创新”为主题,聚焦5G物联网、汽车、碳中和、第三代半导体、工业自动化、可穿戴、消费电子智能家居等热门技术应用,汇聚国内外知名企业,吸引行业优质买家及精英,为蓬勃发展的华南地区电子产业带来创新与活力,为经济复苏献力。

现场展区将囊括:集成电路/功率半导体/嵌入式系统展区、传感器展区、电源展区、测试测量展区、无源元件展区、PCB展区、连接器及开关展区等,并同期打造“智慧出行展区”、“智慧出行&智慧工厂科技园”、“硬核中国芯科技园”等特色展区,汇聚一众电子行业优质企业、本土优质企业以及热门领域企业。

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