新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),主要包括5G基站建設(shè)、特高壓、城際高速鐵路和城市軌道交通、新能源汽車充電樁、大數(shù)據(jù)中心、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)七大領(lǐng)域,涉及諸多產(chǎn)業(yè)鏈,是以新發(fā)展理念為引領(lǐng),以技術(shù)創(chuàng)新為驅(qū)動,以信息網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ),面向高質(zhì)量發(fā)展需要,提供數(shù)字轉(zhuǎn)型、智能升級、融合創(chuàng)新等服務(wù)的基礎(chǔ)設(shè)施體系。在新基建規(guī)劃中,5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè),是信息網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ),具有重大的意義。
相比于4G基站,5G基站的信道容量增加了16倍,設(shè)備里面的器件也大量增加。如何在有限的空間里面容納更多的電子元器件,成為設(shè)計工程師的巨大挑戰(zhàn)。
在5G設(shè)備里面,直流轉(zhuǎn)換供電電路DCDC是負責(zé)給各個部分的元器件提供電源的,使用場景非常多,每套DCDC電路都包括DCDC轉(zhuǎn)換芯片、功率MOS管、功率電感、濾波電容、以及輔助的管理和設(shè)置電路;傳統(tǒng)的DCDC設(shè)計需要在一個平面的電路板上擺放DCDC轉(zhuǎn)換芯片、功率MOS管、功率電感、濾波電容,以及輔助的管理和設(shè)置電路,各個器件通過電路板的金屬走線完成連接。這種方案需要占用一定的電路板面積;一套5G設(shè)備平均需要超過60套DCDC電路,在電路板上占的總面積就非常大了;如何壓縮電源電路的面積從而減小整體設(shè)備的尺寸,給電源解決方案提出了新的挑戰(zhàn)。
矽力杰股份有限公司推出的創(chuàng)新性的3D電源芯片,解決了這一問題。
3D電源芯片采用不同的思路來實現(xiàn)DCDC電路的功能:不是平面擺放各個電子元器件,而是像蓋樓一樣把這些DCDC電路的各部分器件一層一層地摞起來,成為一個立體的3D電源芯片,在電路板上占的面積就變小了。
以15A輸出電流的DCDC電路為例,按照傳統(tǒng)的分立器件布局,整體電路占電路板的面積大約30mm×30mm,采用3D電源芯片,外圍的器件數(shù)量急劇較少,整體的面積可以控制在15mm×15mm以內(nèi),節(jié)省了3/4的電路板面積。5G設(shè)備里面需要超過60個DCDC電路,如果采用3D電源芯片,整體節(jié)省的空間是非??捎^的!
上圖左面是早期的5G基站,體積大,重量沉,給室外安裝、調(diào)試、維護都帶來巨大的挑戰(zhàn)。 采用3D芯片之后,5G的基站可以縮小到一個普通行李箱的大小,一個人就可以輕松搬動,給設(shè)備的安裝、調(diào)試、維護帶來方便。
除了可以明顯的減小電路板面積之外,3D電源芯片還具有其他額外的優(yōu)勢:
(1)用戶的設(shè)計開發(fā)簡單:因為3D電源芯片已經(jīng)把電源電路的絕大多數(shù)元器件都整合到一個封裝里面了,對于5G設(shè)備的設(shè)計工程師來說,就好像使用一個功能完善的黑盒子,不需要再單獨設(shè)計和調(diào)試電源電路,簡化了設(shè)計過程和調(diào)試時間,縮短了整個產(chǎn)品的開發(fā)周期;
(2)生產(chǎn)管理容易;對于5G設(shè)備的生產(chǎn)來說,3D電源芯片集成度高,生產(chǎn)時只需一個元器件貼裝工序就代替了過去的多個元器件的貼裝過程,生產(chǎn)過程更加簡化,縮短了生產(chǎn)的時間,也就節(jié)省了生產(chǎn)的成本。
(3)可靠性更高;在實際電路中,原器件越多,越容易因為某個元器件發(fā)生老化或者可靠性故障而引起5G設(shè)備可靠性問題。3D電源芯片減少了整體的元器件數(shù)量,從而提高了5G設(shè)備的長期可靠性。
基于這些原因,3D電源芯片,在5G設(shè)備上越來越多的被采用。
矽力杰股份有限公司做為3D電源芯片的領(lǐng)頭企業(yè),有多種3D電源芯片的規(guī)格可供選擇;同時為了配合5G提速的需求,專門在合肥建立了3D電源芯片的現(xiàn)代化生產(chǎn)工廠,超過9萬平方米的生產(chǎn)車間,可以滿足各個客戶的實際需求。