近日，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授程林課題組在國(guó)際固態(tài)電路會(huì)議上，提出一種新型隔離電源芯片設(shè)計(jì)方案。他們提出的架構(gòu)通過(guò)在單個(gè)玻璃襯底上利用三層再布線層，實(shí)現(xiàn)高性能微型變壓器的繞制，并完成與發(fā)射和接收芯片的互聯(lián)，有效提高了芯片轉(zhuǎn)換效率和功率密度，為今后隔離電源芯片的設(shè)計(jì)提供了一個(gè)新的解決方案。
隔離電源芯片對(duì)于保證系統(tǒng)安全和可靠性至關(guān)重要。程林教授課題組利用先進(jìn)的玻璃扇出型晶圓級(jí)封裝技術(shù)，將接收和發(fā)射芯片通過(guò)封裝上可再布線層制成的微型變壓器進(jìn)行互聯(lián)封裝，不需要額外的變壓器芯片，克服了現(xiàn)有芯片設(shè)計(jì)中需要3顆甚至4顆芯片的缺點(diǎn)，大大提高了隔離電源轉(zhuǎn)換效率和功率密度。此外，該研究還提出一種采用了可變電容的功率管柵極電壓控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了在更寬電源電壓范圍下，控制柵極峰值電壓使其保持在最佳安全電壓范圍，而無(wú)需采用特殊厚柵氧工藝的功率管，實(shí)現(xiàn)更高的效率并降低成本。
測(cè)試結(jié)果表明，該隔離電源芯片實(shí)現(xiàn)46.5%的峰值轉(zhuǎn)換效率和最大1.25瓦的輸出功率，最終封裝尺寸僅有5毫米×5毫米，在目前所報(bào)道的無(wú)磁芯隔離電源芯片中效率和功率密度均為最高。
國(guó)際固態(tài)電路會(huì)議創(chuàng)建于1953年，是國(guó)際上最尖端芯片技術(shù)發(fā)表之地，每年大約有200篇論文入選。由于國(guó)際固態(tài)電路會(huì)議在學(xué)術(shù)和產(chǎn)業(yè)界受到極大關(guān)注，也被稱(chēng)為集成電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域的“奧林匹克大會(huì)”。
程林課題組的相關(guān)成果以論文形式在該會(huì)議上發(fā)表，并進(jìn)行演示。這是中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)首次以第一作者單位在該會(huì)議上發(fā)表論文。
