隨著人工智能與圖形處理器功耗持續(xù)攀升，傳統(tǒng)供電架構(gòu)難以滿足高功率密度的設(shè)計(jì)要求。目前行業(yè)普遍采用集成穩(wěn)壓器（IVR），將末級直流轉(zhuǎn)換電路貼近處理器布設(shè)，以此降低電阻損耗，同時(shí)適配芯片封裝不斷壓縮的堆疊高度。針對行業(yè)供電難題，太陽誘電（TAIYO YUDEN）推出多層金屬功率電感與多層陶瓷電容（MLCCs），大幅提升電流密度與供電效率。

芯片供電現(xiàn)存難點(diǎn)

為滿足新一代片上系統(tǒng)（SoC）的大電流供電需求，硬件設(shè)計(jì)人員開始采用垂直供電架構(gòu)。該架構(gòu)縮短穩(wěn)壓器與負(fù)載之間的供電距離，減少寄生阻抗，降低電壓損耗。但功耗提升導(dǎo)致元器件布設(shè)空間受限，行業(yè)需要嵌入式集成解決方案。太陽誘電多層金屬電感可適配嵌入式基板狹小空間，突破傳統(tǒng)電感的結(jié)構(gòu)局限。

現(xiàn)代 AI 加速器需低壓穩(wěn)定供電，常在 1V 以下電壓下輸出數(shù)百安培電流。傳統(tǒng)供電模塊體積甚至大于處理器本體，嚴(yán)苛的物理空間與散熱條件倒逼行業(yè)采用集成式供電方案。傳統(tǒng)供電設(shè)計(jì)難以兼顧薄型化與高電流密度，元器件體積偏大，無法滿足先進(jìn)封裝要求。太陽誘電金屬電感可改善這一問題，在超薄體積下保持電氣性能穩(wěn)定。

傳統(tǒng)電感性能短板分析

早期集成穩(wěn)壓方案難以達(dá)標(biāo)電流密度與電阻參數(shù)要求。傳統(tǒng)空心電感（ACI）電流密度僅為4 A/mm2，無法適配高性能芯片。行業(yè)已達(dá)成共識，無磁性結(jié)構(gòu)元器件不能滿足高端圖形處理器與AI處理器需求，必須采用高密度、薄型化新型材料。技術(shù)對比數(shù)據(jù)顯示，傳統(tǒng)器件與太陽誘電產(chǎn)品存在明顯性能差距。

常規(guī)空心電感直流電阻為7 mΩ，電感量1.2 nH；復(fù)合磁芯電感普遍電阻偏高、封裝密度偏低。這類缺陷導(dǎo)致傳統(tǒng)元器件無法適配現(xiàn)代芯片散熱與能效標(biāo)準(zhǔn)，凸顯了太陽誘電新材料技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值。

LSCN系列電感性能與技術(shù)亮點(diǎn)

太陽誘電LSCN系列電感性能優(yōu)勢突出，電流密度最高可達(dá)25 A/mm2，直流電阻低至0.8 mΩ。電流密度為傳統(tǒng)空心電感的六倍，有效縮小供電模塊占用面積。其中單線圈版本電感量可達(dá)38 nH，適配電路瞬態(tài)響應(yīng)設(shè)計(jì)需求。

該系列電感采用專利金屬材質(zhì)，通過熱處理去除樹脂粘結(jié)劑，優(yōu)化熱穩(wěn)定性與導(dǎo)電能力。材質(zhì)升級提升封裝密度與耐熱性能，工作溫度最高可達(dá)165℃。同時(shí)無樹脂結(jié)構(gòu)可避免氣體析出、材料老化損壞，長期使用可靠性更高。

LSCN系列材質(zhì)結(jié)構(gòu)分析圖

依托多層堆疊工藝，該電感可定制尺寸，最小厚度僅0.33mm。目前研發(fā)中的上下貫通結(jié)構(gòu)（Top-to-Bottom），有望進(jìn)一步降低直流電阻，優(yōu)化阻感比值。此外多引腳設(shè)計(jì)可獨(dú)立調(diào)節(jié)單端電感量，精準(zhǔn)管控片上系統(tǒng)內(nèi)部元器件供電，在不增加封裝體積的前提下適配不同供電線路，滿足新一代芯片的多元化供電需求。

嵌入式陶瓷電容設(shè)計(jì)優(yōu)勢

MLCC工作流程展示圖

太陽誘電多層陶瓷電容可作為供電網(wǎng)絡(luò)的儲(chǔ)能與濾波元件，適配多規(guī)格電壓工況。產(chǎn)品采用專屬燒結(jié)工藝，打造一體化單體結(jié)構(gòu)，適配嵌入式安裝場景，提升設(shè)備穩(wěn)定性。電容搭載扁平化銅電極，優(yōu)化生產(chǎn)工藝、降低缺陷率，提升基板生產(chǎn)良率。特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可強(qiáng)化電路連通性、減少寄生電阻，保障超薄封裝設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。

方案總結(jié)

太陽誘電整合多層結(jié)構(gòu)工藝與先進(jìn)材料技術(shù)，推出高性能功率電感與多層陶瓷電容。全套無源器件解決方案，可滿足高端芯片對電流密度、厚度、電阻的嚴(yán)苛要求，為集成穩(wěn)壓器技術(shù)迭代提供支撐。該方案有效解決傳統(tǒng)供電架構(gòu)缺陷，適配新一代AI芯片、高端處理器的應(yīng)用場景。