精选干货 - MOSFET_IGBT单管/模块_单片机MCU_场效应晶体管_集成电路IC

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AI时代下，储能MOSFET有了怎样的变化？

在储能产品中，金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）扮演着不可或缺的角色。它不仅负责高效的电能转换，还具备必要的保护功能，确保设备稳定运行并保障用户安全。例如，在电池管理系统（BMS）和能量控制系统（PCS）中，MOSFET负责实现电池与外界之间的能量转换。得益于MOSFET的高转换效率和低导通电阻，能有助于降低能量损耗，从而提升整个储能系统的能效。高品质的MOSFET能够承受高电压和大电流，并具有出色的抗雪崩能力，对于维护储能系统中的电池组至关重要。它们能在电路短路或其他异常情况下迅速断开连接，以保护电池不受损害。在便携式储能市场，MOSFET的快速开关响应优化有助于通过电磁干扰（EMI）测试，确保设备在不同环境中的稳定运作。此外，MOSFET的热管理特性对于维持设备稳定性和延长寿命极为关键，其散热能力和耐高温特性可在各种温度环境下保持设备的稳定性。鉴于储能设备通常需配备多种接口以适应不同的输出需求，MOSFET在此起到调节电流和电压的作用，以满足不同接口的功率需求。随着人工智能（AI）技术的发展，其对储能产品性能的影响日益显著。AI算法能够实时分析来自电池传感器的数据，如温度、电压和电流，进而优化充放电循环，最大限度地提高系统性能。对于作为电路中开关元件的MOSFET来说，这一点至关重要，因为它们负责调节电流的方向和大小。MOSFET的快速响应能力也有助于机器学习模型通过历史数据分析预测能源消耗模式，从而实现运行的最优化，使储能系统能够调整其充放电时间表以符合预期的能源需求。AI时代的储能MOSFET解决方案AI技术的整合对储能系统中的MOSFET产生了深远影响，不仅提升了系统的整体性能和效率，还通过预测性维护和故障诊断增强了系统的可靠性和安全性。市场上众多企业已推出相应的储能MOSFET解决方案，预计在AI时代将获得进一步的发展。国际企业如英飞凌提供多种适用于储能系统的MOSFET产品，包括CoolMOS? C7系列和CoolSiC? MOSFET等。安森美也拥有丰富的产品线，涵盖针对储能应用的N沟道和P沟道MOSFET。其他企业如德州仪器（TI）、意法半导体（ST）、瑞萨电子、Vishay和Nexperia等也纷纷提供相关产品。Alpha and Omega Semiconductor（AOS）推出了适用于电池管理系统的新型封装技术MRigidCSP的MOSFET产品，这种封装技术特别适合于快速充电，并在智能手机、平板电脑以及超薄笔记本电脑的电池管理系统中具有潜在的应用前景。由于AI系统可能需要高效的电池管理系统，AOS的这些MOSFET产品可能适合用于AI相关的电池管理解决方案。国内企业如华润微电子、士兰微、扬杰科技、吉林华微电子、东微半导体、龙腾半导体、瞻芯电子、华阳电子、飞虹半导体、飞锃半导体等都是储能MOSFET解决方案的重要供应商。他们的产品和技术在全球范围内广泛应用于储能系统，以提升系统性能和效率。随着AI的普及和发展，他们的产品有望满足更高的性能要求。然而，需要注意的是，尽管这些MOSFET产品可能适用于AI应用，但具体的适应性还需根据AI系统的具体需求和设计参数来确定。例如，AI系统可能需要特定的电源管理和热管理特性，或在特定电压和电流条件下工作的能力，这些都在选择MOSFET产品时需要考虑。可以肯定的是，随着AI技术的快速发展，以及储能技术和市场需求的增长，对这类上游电子元器件的需求将持续增加。小结MOSFET凭借其卓越的开关性能和可控性，在储能系统的多个环节发挥关键作用，对提升系统性能、安全性和稳定性至关重要。特别是在便携储能电源、家用储能系统和大型储能电站等应用场景中，MOSFET的应用日益广泛和深入。AI技术的加入不仅对MOSFET提出了更高要求，同时也为其创造了更广阔的市场空间。

卷起来！航顺HK32M066B助力低碳出行，E-bike电动控制智能升级

根据《2022-2027年电动自行车市场全球报告》分析，电动自行车市场规模2022年仅497亿美金，而到2027年预计增至806亿美元，年复合增长率高达10.2%。随着人们的消费观念和环保意识增强，低碳出行成为新时尚，集绿色清洁、方便快捷、使用成本低等优点于一身的电动自行车成为不少居民的重要代步工具。两轮电动车的控制器（MCU）是其核心部件，主要用于控制电机的启动、运行、进退、速度、停止等运作，担负着两轮电动车“控制大脑”的作用，智能化如火如荼的当下，电动车的“控制大脑”也开始了智能升级——应用功能集成度更高的MCU。电机专用——业界创新12寸迭代超高性价比HK32M066B家族航顺芯片推出电机驱动专用的HK32M066B系列MCU，ARM® Cortex®-M0 内核，集成航顺自研专利——电机控制算法加速单元（EMACC），可控制两轮电动车的电机智能变频，让你体验逐日追风的快感！同时，HK32M066B系列MCU集成度非常高，可大大减少外围电路、缩小电路板的面积，从而降低设计成本，对卷到极致的两轮电动车行业来说，这颗超高性价比的“控制大脑”不容错过！产品特点：最高48MHz主频、ARM Cortex-M0内核、10V~36V，64KB FLASH、8KB SRAM，支持DMA 1个高级定时器（支持3路带互补PWM输出），2个通用定时器，电压比较器、运放、1 个 12 位 ADC（双路同时采保，硬件移相) 内置 5V 输出的 LDO 稳压器、三组 N&N 沟道 MOSFETs 栅极驱动器 Flash硬件加密，高安全性电机算法硬件加速单元、定点数除法 /开方运算单元电机算法硬件加速单元，使电机算法性能提升36%以上高安全性、高可靠性、工业级设计封装 LQFP48 2024年电动车市场将呈现新的竞争格局，想要在严酷的市场竞争中脱颖而出，两轮电动车产品必须向着动力更强劲持久和乘驾更安全的目标努力。航顺芯片将会持续深耕电动车市场，为行业伙伴提供更高性能的处理能力、更加丰富的通信接口及更具性价比的MCU控制方案。让我们在电动两轮车智能化升级的浪潮中携手并进，助力低碳绿色出行更加便捷更加安全！

安森美推出第七代IGBT智能功率模块，助力降低供暖和制冷能耗

SPM31 智能功率模块 (IPM) 用于三相变频驱动应用，能实现更高能效和更佳性能 2024年2月27日--智能电源和智能感知技术的领先企业安森美(onsemi，美国纳斯达克股票代号：ON)，宣布推出采用了新的场截止第 7 代 (FS7) 绝缘栅双极晶体管(IGBT) 技术的1200V SPM31 智能功率模块 (IPM)。与市场上其他领先的解决方案相比， SPM31 IPM 能效更高、尺寸更小、功率密度更高，因而总体系统成本更低。由于这些IPM集成了优化的IGBT，实现了更高效率，因此非常适合三相变频驱动应用，如热泵、商用暖通空调（HVAC）系统以及工业泵和风扇。据估计，全球温室气体排放量约有26%来自于运行中的住宅和商业建筑，其中供暖、制冷和建筑物供电等间接排放量约占18%[1]。世界各国政府正致力履行其能源和气候承诺，更节能、更低碳的解决方案也随之日趋重要。 SPM31 IPM 通过调节三相电机供电的频率和电压来控制热泵和空调系统中变频压缩机和风扇的功率流，以实现出色效率。例如，安森美采用 FS7 技术的 25A SPM31 与上一代产品相比，功率损耗降低达 10%，功率密度提高达 9%。在电气化趋势和更高的能效要求下，这些模块助力制造商大幅改进供暖和制冷系统设计，同时提高能效。安森美的 SPM31 IPM 系列产品采用FS7技术，具备更佳的性能，实现高能效和更低能耗，进一步减少了全球的有害排放。这些高度集成的模块含栅极驱动 IC、多种模块内置保护功能及FS7 IGBT，实现优异的热性能，且支持15A至35A的宽广电流范围。SPM31 FS7 IGBT IPM的功率密度超高，是节省贴装空间、提高性能预期、同时缩短开发时间的理想解决方案。此外，SPM31 IPM 还具有以下优势：栅极驱动和保护控件低损耗、具有抗短路能力的IGBT 每一相有IGBT 半桥负端，以支持各种控制算法内置欠压保护 (UVP) 内置自举二极管和电阻器内置高速高压集成电路单接地电源

基于航顺车规级MCU HK32AUTO39A的汽车侧滑门控制方案

汽车滑门因侧开启方式与传统车门相比，具有易泊车、开启宽度大和方便乘员货物进出的优点，很受消费者的青睐。汽车市场上，无论是面向高端的商务豪华MPV，还是面向城市物流的轻型客车和低端客运微型车都采用了汽车机械滑门系统。汽车电动滑门系统PSD（Power Slide Door）是在机械滑门的基础上，集成智能控制和执行技术的高级滑门系统，主要技术点：（1）电动滑门ECU控制系统；（2）独立的供电系统，保证滑门持续供电，不影响滑门开启；（3）更高要求的车体精度，保证车体滑门系统的开闭平顺性。某主流车厂商务车型的电动侧滑门，采用基于航顺芯片车规级MCU HK32AUTO39A上开发的电动侧滑门控制系统，该控制系统具有检测侧滑门车锁和侧滑门位置状态、防夹伤和手自开门切换等功能。此方案是利用32位微控制器HK32AUTO39A内部高级定时器PWM输出控制侧滑门锁电机，带XYZ三轴加速度感测模块，检测车体倾斜度调整滑门锁电机速度，达到平顺开闭滑门的效果。电动侧滑门控制系统原理框图和实物如下：电动侧滑门控制板原理框图电动侧滑门控制板实物图基于航顺芯片车规级MCU HK32AUTO39A开发的电动侧滑门控制系统，在各种恶劣环境下都能稳定运行，系统的高可靠性和耐用性高。此方案不仅提升了车辆的智能化水平，更为乘客提供了更为安全、便捷的乘车体验。强拓展性：HK32AUTO39A-3A 使用 ARM® Cortex®-M3 内核，具备良好的生态环境；其丰富的外设资源可最大限度满足平台的扩展需求。另外，HK32AUTO39A-3A 系列产品均包括LQFP64、LQFP48、QFN32和QFN28等多种封装可选。高可靠性：HK32AUTO39A-3A通过了严格的AEC-Q100 Grade1可靠性和安全性认证，且产品品质符合零失效(Zero Defect)的供应链质量管理标准ISO/IATF 16949规范。今年，航顺芯片通过ISO 26262汽车功能安全最高等级ASIL D流程认证。此外，产品支持-40℃~125℃的环境温度，具有15年的设计寿命。相比同等性能/资源的车规MCU，HK32AUTO39A-3A具有超高性价比，且具有更完整的生态配套。汽车行业将继续朝着智能化、电动化、网联化的方向发展，电动侧滑门作为智能汽车的重要组成部分，其技术也将不断进步。航顺芯片持续投入研发资源，不断优化和迭代我们的产品，紧跟行业发展趋势，不断提升技术水平，以确保我们的车规产品能够满足汽车行业未来的市场需求，为客户提供更为优质的产品和服务。

航顺HK32AUTO39A——车载娱乐系统优化方案“芯”选择

车载娱乐系统，顾名思义最开始其功能主要是为驾驶员和乘客提供娱乐体验，但现在智能座舱时代到来，车载信息娱乐系统已成为“人-车-环境”交互的重要载体，是除了驾驶以外的其他任务的中心。从功能模块上看，车载娱乐系统从收音机、多媒体娱乐、音视频通讯和车辆控制等重要功能于一身。甚至，在可预见的未来，车载娱乐系统内容和功能的丰富程度将媲美个人手机、电脑及平板，成为又一个互联网智能终端。航顺HK32AUTO39A——车载娱乐系统优化方案“芯”选择整个车载娱乐系统复杂度极高，主处理器的性能对系统运行速率影响较大，在这类主控芯片的选择上需注意减少设计漏洞，避免资源浪费以有效控制成本。航顺车规级SoC HK32AUTO39A家族具有稳定可靠、性能卓越以及超高性价比等优势，已成功进入主流新能源汽车车载娱乐系统MCU供应链。 HK32AUTO39A家族采用高性能的ARM Cotex-M3/M0内核和最新的工艺制程，内置高速Cache总线以及最大512K FLASH、96K SRAM, 这为代码处理和运算能力提供了强大的支持。 HK32AUTO39A内置了CAN控制器，通过结合外部CAN收发器可以连接到CAN通信总线上，实现与其他ECU的信息交互。同时，HK32AUTO39A还拥有丰富的外设配置。 HK32AUTO39A-3A通过了严格的AEC-Q100可靠性和安全性认证，且产品品质符合零失效(Zero Defect)的供应链质量管理标准ISO/IATF 16949规范。今年，航顺芯片通过汽车功能安全ISO26262 ASIL-D最高等级流程认证。此外，产品支持-40℃~125℃的环境温度，具有15年的设计寿命。乘势而上创新绩奋楫逐浪向未来随着智能驾驶的逐渐普及，车载系统屏幕将不仅仅是信息娱乐内容的展示窗，还夺取更多智驾相关的功能。预计到2025年，中国L2及以上智能汽车销量破千万辆，占中国汽车销量的49.3%（数据来源：汽车之家研究院）。在此大趋势下，航顺芯片深入了解主机厂商车载娱乐系统的需求，提高产品定义与设计前瞻性，同时利用自身的算法与软件技术积累与理解，为主机厂商供应更具性价比的车载娱乐系统SoC，帮助主机厂实现更高效的开发功能开发。

国内IDM半导体龙头企业华润微电子授权飞捷士代理

过去一年，全球半导体市场处于震荡调整期，消费类需求呈现低迷现象，但工控和新能源终端需求却保持高增长。作为国内领先的IDM半导体龙头企业，华润微电子（688396）近年来聚焦工控、汽车电子等优质赛道进行深度布局，与多家头部主机厂、头部Tier1厂形成战略合作，推出几十颗功率类和驱动类车规级产品，批量应用于动力、底盘、车身、辅助驾驶等整车应用场景。 2023年12月，华润微电子又发布多款安全MCU、电机控制MCU和IPM等集成电路新品。为进一步扩大在工控、新能源和汽车电子等领域的IC产品应用和影响力，华润微电子旗下事业部——华润微集成电路（无锡）有限公司（下称“华润微”）授权深圳市飞捷士科技有限公司代理旗下功率IC、和IPM产品，并提供开放式晶圆制造和封装测试等制造服务。具体来看，功率IC主要包括AC-DC、电源管理IC和电机驱动IC等，拥有丰富的白电和工业级标准产品，可靠性高，适用性强，广泛应用于空冰洗等白色家电和低压电器领域。经过多年的持续研发投入，华润微IPM产品线已涵盖小功率全桥IPM、小功率半桥IPM和中大功率IPM，根据不同应用还可提供智能功率IPM模块（如家电领域）、低压全桥栅极驱动电路、高压半桥栅极驱动电路和单路低侧栅极驱动电路等产品。 CS57304S是一款高压高速功率半桥驱动电路，主要应用于驱动N型MOS或IGBT功率器件的系统。该电路内置了欠压保护功能防止功率管工作于低的控制电压下；逻辑输入端兼容标准CMOS或LSTTL输出，最低可到3.3V。为保证产品可靠性，CS57304S还内置防直通设计以及死区时间；输出驱动包含高脉冲电流缓冲级设计来减少驱动管直通；电路还内置自举二极管BSD，简化了外围电路设计；高压悬浮通道可用于驱动600V高压的N沟道功率MOSFET或IGBT。目前，华润微电子产品已广泛应用于消费电子、家用电器、物联网、便携式智能医疗硬件、新能源、工业、智能控制、智能电网、电动汽车、基站、无人机等领域。未来，华润微电子将携手飞捷士，共同为下游用户提供高精尖的IC产品，提升在伺服器、变频器、电冰箱压缩机和逆变器等领域的应用。除丰富的IC产品线之外，华润微在智能制造领域也颇有建树。在制造工艺平台方面，华润微0.11微米BCD技术平台已经获客户产品验证，0.15微米数字BCD技术平台开始推向市场，0.18微米模拟BCD技术平台已达国际先进水平。在封装方面，华润微智能功率模块封装在上半年处于满产状态，开发的新型IPM封装产品开始量产。此外，华润微前期开发的新型封装形式（LFPAK、TOLL、TO247等）也已经面向光伏、储能领域实现批量生产。华润微电子高可靠的IC产品矩阵，将满足下游工业、家电和汽车电子等领域的产品研发创新需求，而其IDM模式也将为硬科技企业提供稳定安全的供应保障，进一步缩短产品上市进程。深圳市飞捷士科技有限公司是专业的半导体器件分销商，主要代理国产知名品牌电子元器件软件方案等产品。经营产品包括IC、IGBT单管/模块、场效应管、快恢复肖特基二极管等全线无铅产品，其广泛应用于LED驱动电源、数字电视、汽车电子、电机调速、变频伺服器、电脑及周边产品、通讯设备等各个行业。作为专业的国产半导体器件专家，飞捷士一直致力于为广大客户提供半导体配套产品及前卫的解决方案。为客户提供从产品资料，产品选型供应保障及物流服务等专业服务。

SiC+GaN已成国际大厂标配，本土企业可否一战？

随着瑞萨电子在1月11日宣布完成对氮化镓(GaN)功率半导体供应商Transphorm的收购，目前，国际主流芯片大厂，包括英飞凌、意法半导体、瑞萨电子、纳微半导体、罗姆、PI等，在宽禁带(WBG)半导体器件布局上均采取了“双管齐下”的策略，即同时关注碳化硅(SiC)和氮化镓。先让我们简单回顾一下这些头部芯片公司在宽禁带半导体领域的最新布局情况：英飞凌 2023年10月，英飞凌宣布完成对氮化镓系统公司(GaN Systems)的收购，双方强强联合之后将形成丰富的GaN产品组合(尤其是在中高压GaN单管和集成产品组合，包括驱动器和控制器等系统元件方面)、行业领先的GaN IP和雄厚的研发力量。此外，两个自有生产基地结合强大的晶圆代工合作伙伴，制造能力也将得到进一步增强。而在SiC领域，英飞凌则希望凭借在SiC原料供应、冷切割(Cold Split)技术、优异的沟槽工艺、一流的内部封装解决方案等方面的优势，在2030年末占据全球SiC市场30%的市场份额，成为该领域的领导力量。意法半导体 ST目前在全球碳化硅MOSFET市场份额已超50%。意法半导体执行副总裁、中国区总裁曹志平不久前在接受媒体采访时指出，今后三年，ST在SiC领域有三个工作重点：第一，将生产线升级到8英寸晶圆；第二，落实碳化硅供应链垂直整合策略，包括正在卡塔尼亚工厂建造的碳化硅衬底综合厂，将碳化硅衬底内部供应量占比提升到40%；第三，与Soitec合作在8英寸晶圆上采用SmartSiC技术。他同时指出，尽管与SiC技术相比，现有氮化镓技术主要用于消费电子产品，产量较低。但ST非常看好氮化镓技术的未来前景，将在氮化镓应用领域复制公司在碳化硅市场的成功故事。为此，ST正在公司内部和外部布局并建设重要的基础设施，以应对工业和汽车行业在电动化和数字化转型过程中对氮化镓的需求增长。纳微半导体 2022年8月，纳微半导体(Navitas Semiconductor)正式并购GeneSiC公司，构建起了以GaNFast+GeneSiC为代表的第三代功率半导体“双引擎”战略。此后，该公司还并购了专注于数字隔离器开发的比利时VDD TECH公司，并于2023年1月与广东希荻微电子达成协议，获得希荻微拥有并经授权使用的与硅控制器相关技术许可。至此，纳微实现了对从电压等级40V到6500V，功率等级20/30瓦到兆瓦级应用场景的全覆盖。与ST、安森美、英飞凌等IDM厂商不同，纳微半导体在SiC上选择了更加灵活的商业模式，与包括X-fab在内的12家以上的不同伙伴展开了合作，以确保产能和交付能力。按照Navitas方面的说法，碳化硅行业的瓶颈仍然是在衬底侧，不但占据总成本的45-50%，还要考虑良率、缺陷、封装、器件设计等多个要素，需要整个产业链共同努力解决。公司2023年第三季度财务业绩显示，其总收入达到2,200万美元，较2022年第三季度的1,020万美元增长115%，较2023年第二季度的1,810万美元增长22%。瑞萨电子根据行业研究，GaN的需求预计每年将增长50%以上。因此瑞萨收购Transphorm的目标也很明确，就是希望利用其在GaN方面的专业知识，进一步扩展自己的宽禁带产品阵容。接下来，瑞萨将采用Transphorm的汽车级GaN技术来开发新的增强型电源解决方案，例如用于电动汽车的X-in-1动力总成解决方案，以及面向计算、能源、工业和消费应用的解决方案。而在SiC领域，瑞萨已宣布建立一条内部SiC生产线，并签署了为期10年的SiC晶圆供应协议。罗姆单就SiC市场，罗姆销售目标是在2025年度大于1100亿日元的销售额。预计2024-2026三个年度，有近9000亿日元的市场待开拓。为了实现这样的目标，罗姆正不断进行SiC方面的投资，预计2021-2025这五年投入1700-2200亿日元。 GaN方面，2022年3月，罗姆确立了栅极耐压高达8V的“150V耐压GaN HEMT”的量产体系，并将该系列产品命名为“EcoGaN™”。同年5月，罗姆和台达电子就GaN功率器件的开发与量产缔结战略合作伙伴关系，双方将利用彼此优势联合开发适合更多电源系统的600V耐压GaN功率器件。2023年4月，罗姆650V GaN HEMT产品系列面世，重点面向电源和电机市场。如何打造本土差异化竞争优势这种“双管齐下”的策略给企业带来的竞争优势是不言而喻的，其中包括能够借助在一种技术上的积累沉淀助力另一种技术的开发，以及向客户和市场提供各种功率电子产品，实现优势互补。而且，在系统级应用中同时使用硅、SiC和GaN技术可以实现更高的能效、功率密度和整体性能，有助于功率电子系统瘦身减重，更易于集成到各种应用中，且成本适当。与国外大厂普遍采用IDM模式不同，国内相关产业目前仍以Fabless模式为主，更强调应用创新。那么，国内企业要不要也尽快采用IDM模式？该如何打造出属于自己的差异化竞争优势？上海澜芯半导体创始人兼总经理马彪此前在参加2023年第三届临港国际半导体大会时指出，国外大厂采用IDM模式有自己的历史原因，也确实给自己带来了竞争优势，无论是成本、出货量，还是制造、封装、应用，加之比较高的技术护城河，都给本土企业带来了压力。另一方面，如果从碳化硅器件的角度来看，性能、可靠性和成本是行业最为关注的三大特征。但与国外大厂相比，他们比起步早、布局广，沟槽型器件的可靠性验证进行过多次。相比之下，国内平面型器件在汽车上的验证资源比较少，可靠性方面(包括器件设计、制造工艺、产品缺陷率、封装适配性)也需要继续提升，这些都是面临的实际挑战。因此，他认为，要想尽快追赶上国外大厂，并最终打赢这场仗，至少要做到以下三点：第一，要比欧美企业更加勤奋；第二，集中资源打磨更有竞争力的产品，缩短流片时间，加速产品迭代；第三，应用端多给本土企业一些机会，这是双赢的结局，所以产业链要抱团取暖。 AOS产品应用中心总监张龙也倾向于走IDM这条路。在他看来，一家功率半导体企业做到一定阶段之后，如果想要继续做大做强，形成自己的专利壁垒，IDM这条路是一定要走的。毕竟功率半导体专利跟设备、工厂、流程是紧密联系在一起的，很难靠别家工厂长期做下去，尽管这条路走起来比较艰辛。国内市场的优势之一就是反馈循环比较快，所以本土企业间一定要抱团，分散的小公司很难形成有效的研发实力，更没有和国际头部大厂直接竞争的能力。威睿能源电驱业务电驱产品总监刘波则从整车厂的视角进行了分析解读。“整车厂首先关注供应链企业的供应能力、研发能力和财务状况，如果不达标，就会遭到淘汰。“因此，国际芯片大厂的确是通过强强合作，通过质量和成本锁定客户，国内未来也会逐渐趋向头部效应，通过锁定上下游合作带来更强的成本优势和供应能力。 “国产IGBT现在之所以能占据50-60%的市场份额，就是因为能在确保产品质量的前提下保证车厂供应，满足了车厂的核心诉求。”刘波说。目前来看，虽然国产宽禁带功率半导体器件从工艺水平来看仍然与国际领先水平相差至少一代，但国内碳化硅产品的封装水平完全没有问题，服务响应速度也比国际大厂快。考虑到2024年是对宽禁带半导体供应链的压力测试之年，对国内设计公司来说，不仅仅要设计出电学性能出色的产品，更要强化从质量管理体系到供应链管理体系的建设，这是一个系统性的工程，必须要花大力气。只有如此，本土产品才能以更好的性能和可靠性，更稳定的生命周期供货，赢得用户的信心。深圳市飞捷士科技有限公司是专业的半导体器件分销商，主要代理国产知名品牌电子元器件软件方案等产品。经营产品包括IC、IGBT单管/模块、场效应管、快恢复肖特基二极管等全线无铅产品，其广泛应用于LED驱动电源、数字电视、汽车电子、电机调速、变频伺服器、电脑及周边产品、通讯设备等各个行业。作为专业的国产半导体器件专家，飞捷士一直致力于为广大客户提供半导体配套产品及前卫的解决方案。为客户提供从产品资料，产品选型供应保障及物流服务等专业服务。

航顺芯片车规MCU快速扩张，加快布局高阶汽车应用

随着汽车产业朝着电动化和智能化趋势推进，车规MCU的市场需求持续增长。尤其是电动汽车，每一个功能实现都需要复杂的芯片方案支撑——例如汽车门窗控制、倒车刹车辅助系统、汽车空调、倒车雷达、多媒体信息娱乐等功能的控制。全球车规级MCU芯片行业发展历程(资料来源：前瞻产业研究院) 作为头部MCU厂商，航顺芯片制定了车规SoC+高端MCU超市双战略，基于自身32位MCU研发实力，加速航顺车规SoC的产品布局，实现在汽车电子领域的快速扩张。 2021年~2023年航顺芯片陆续先后推出车规SoC产品：HK32AUTO39A和HK32A040系列，并成功进入车规级微控制器市场，在东南、东风、中兴、金康、柳汽等车厂部分车型的车身域和座舱域广泛应用。航顺芯片结合工业和汽车行业的发展深度挖掘行业和客户需求，规划了未来产品方向——覆盖车身、网关、智能座舱、人工智能和自动驾驶等高阶控制。 HK32AUTO39A和HK32A040系列产品已通过汽车前装市场的导入和测试验证，经过几轮产品迭代，2022年正式通过了汽车电子产品严苛的AEC-Q100 可靠性和安全性认证。同时，产品品质符合零失效(Zero Defect)的供应链质量管理标准ISO/IATF 16949规范。 AEC-Q100认证经过长达半年的培训，航顺芯片今年又通过了汽车功能安全ISO26262 ASIL-D产品设计流程认证，开始布局安全等级最高车规级微控制器产品，给汽车厂商们更具性价比更高性能的选择。航顺芯片通过汽车功能安全ISO26262 ASIL-D最高等级认证随着汽车功能复杂度提高，MCU将需要支撑更高端的汽车应用场景，这就要求MCU具备更强的算力、更大的资源以及更高的功能安全等级和信息安全。航顺芯片将会加大人才和研发投入，突破技术难点，提升CPU的算力，提供符合应用场景的关键芯片功能模块，并保证整个系统达到最高的功能安全等级和符合国际及国内标准的信息安全。

春节放假通知

中秋国庆放假通知 | 飞捷士科技

五一放假通知 | 飞捷士科技

飞捷士科技荣获2022年美芯晟科技中坚伙伴奖

2月13日，由美芯晟科技举办的2022年度优秀代理商颁奖典礼在深圳隆重召开。此次颁奖典礼，飞捷士科技以“胸怀中国芯铸就中国梦”为核心发展目标。保证每一颗物料都来自正品源头。赢得了业界同行的一致认可。此次典礼，飞捷士科技荣获2022年美芯晟科技中坚伙伴奖。此次颁奖典礼由美芯晟科技发起，中坚伙伴奖是美芯晟代理商最重要的企业奖项之一。此颁奖典礼评选并表彰了业内优秀的代理公司、上游服务供应商和热门IC产品。本届会议，邀请了半导体业界专家和企业领袖与IC设计行业资深工程师、技术和供应链专业人士，以及企业高管们一起回顾了美芯晟科技近年来的发展历程，并探讨了未来的发展方向以及半导体下一个十年的发展之路。深圳市飞捷士科技有限公司是专业的半导体器件分销商，主要代理国产知名品牌电子元器件软件方案等产品。经营产品包括IC、IGBT单管/模块、场效应管、快恢复肖特基二极管等全线无铅产品，其广泛应用于LED驱动电源、数字电视、汽车电子、电机调速、变频伺服器电脑及周边产品、通讯设备等各个行业。作为专业的国产半导体器件专家，飞捷士一直致力于为广大客户提供半导体配套产品及前卫的解决方案。为客户提供从产品资料，产品选型供应保障及物流服务等专业服务。未来，飞捷士将继续秉承“胸怀中国芯，铸就中国梦”的企业核心发展目标，原装正品才是高质量生产的核心基础。通过全球化竞争，凭借优秀的服务能力与过硬技术实力让全世界都能用到中国芯，并将同所有中国优秀半导体企业一起共绘中国民族半导体产业美好未来。

2023年春节放假通知

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国庆节放假通知 | 飞捷士科技

祝大家中秋节快乐！

IGBT芯片、IGBT单管、IGBT模块、IGBT器件等这些的区别是什么？

IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）是一种高压、高电流功率半导体器件，常被用于大功率应用中，如电动汽车、工业电机驱动、UPS等。在理解IGBT芯片、IGBT单管、IGBT模块和IGBT器件之前，我们先来了解一下IGBT的基本工作原理和应用特点。 1. IGBT的工作原理： IGBT是一种晶体管结构，由MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）控制Bipolar双极晶体管的开关动作。IGBT主要由三个部分组成： - N型沟道区：这是由P型衬底中的N型外延层和沟道形成的区域，负责导电。 - P型沟道区：这是由N型衬底中的P型外延层和沟道形成的区域，负责隔离。 - P型饱和区：这是由P型衬底和P型外延层组成的区域，负责电流的放大。 IGBT的工作原理可以简单描述如下：当控制输入信号施加在IGBT的栅极上时，栅极和源极之间的电压会控制沟道区的电阻以及P型饱和区的电压，从而控制电流的流动。当栅极电压为正时，沟道区将导通；而当栅极电压为负时，沟道区将截断。 2. IGBT芯片： IGBT芯片是指IGBT器件的核心部分，它包含了N型沟道区、P型沟道区和P型饱和区。IGBT芯片通过栅极控制电流的导通和截断，负责实现功率开关功能。 3. IGBT单管： IGBT单管通常指的是只包含一个IGBT芯片的器件，它是最基本的IGBT封装形式。IGBT单管通过封装，将芯片的引脚和外部电路相连，以实现对电流的控制和耐压功能。 4. IGBT模块： IGBT模块是将多个IGBT单管和其他辅助元件（如驱动电路、散热器）集成在一个模块中。IGBT模块的主要优势在于具有更高的功率容量和更好的散热性能。一般而言，IGBT模块的封装形式较大，适用于高功率应用。 5. IGBT器件： IGBT器件泛指所有包含IGBT芯片的电子器件，可以是单管、模块或其他形式。在大部分情况下，IGBT芯片是指具体的控制元件，而IGBT器件是对所有类型的IGBT单管、模块及其变种的统称。总结： - IGBT芯片是IGBT器件的核心部分，负责实现功率开关功能。 - IGBT单管是指只包含一个IGBT芯片的器件，是最基本的封装形式。 - IGBT模块是将多个IGBT单管和其他辅助元件集成在一起，具有更高的功率容量和散热性能。 - IGBT器件是对所有类型的IGBT单管、模块及其变种的统称。这些是IGBT芯片、IGBT单管、IGBT模块和IGBT器件的主要区别。理解这些概念有助于我们在不同的应用中选择适当的IGBT解决方案，并了解其性能和特点。

MOS管和IGBT管到底有什么区别

在电路设计中，MOS管和IGBT管会经常出现，它们都可以作为开关元件来使用，MOS管和IGBT管在外形及特性参数也比较相似，那为什么有些电路用MOS管？而有些电路用IGBT管？下面我们就来了解一下，MOS管和IGBT管到底有什么区别吧！什么是MOS管？场效应管主要有两种类型，分别是结型场效应管（JFET）和绝缘栅场效应管（MOS管）。 MOS管即MOSFET，中文全称是金属-氧化物半导体场效应晶体管，由于这种场效应管的栅极被绝缘层隔离，所以又叫绝缘栅场效应管。 MOSFET又可分为N沟耗尽型和增强型；P沟耗尽型和增强型四大类。如上图，MOSFET种类与电路符号。有的MOSFET内部会有个二极管，这是体二极管，或者叫寄生二极管、续流二极管。关于寄生二极管的作用，有两种解释： MOSFET的寄生二极管，作用是防止VDD过压的情况下，烧坏MOS管，因为在过压对MOS管造成破坏之前，二极管先反向击穿，将大电流直接到地，从而避免MOS管被烧坏。防止MOS管的源极和漏极反接时烧坏MOS管，也可以在电路有反向感生电压时，为反向感生电压提供通路，避免反向感生电压击穿MOS管。 MOSFET具有输入阻抗高、开关速度快、热稳定性好、电压控制电流等特性，在电路中，可以用作放大器、电子开关等用途。什么是IGBT？ IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor)，绝缘栅双极型晶体管，是由晶体三极管和MOS管组成的复合型半导体器件。 IGBT作为新型电子半导体器件，具有输入阻抗高，电压控制功耗低，控制电路简单，耐高压，承受电流大等特性，在各种电子电路中获得极广泛的应用。 IGBT的电路符号至今并未统一，画原理图时一般是借用三极管、MOS管的符号，这时可以从原理图上标注的型号来判断是IGBT还是MOS管。同时还要注意IGBT有没有体二极管，图上没有标出并不表示一定没有，除非官方资料有特别说明，否则这个二极管都是存在的。 IGBT内部的体二极管并非寄生的，而是为了保护IGBT脆弱的反向耐压而特别设置的，又称为FWD（续流二极管）。判断IGBT内部是否有体二极管也并不困难，可以用万用表测量IGBT的C极和E极，如果IGBT是好的，C、E两极测得电阻值无穷大，则说明IGBT没有体二极管。 IGBT非常适合应用于如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。 MOS管和IGBT的结构特点 MOS管和IGBT管的内部结构如下图所示。 IGBT是通过在MOSFET的漏极上追加层而构成的。 IGBT的理想等效电路如下图所示，IGBT实际就是MOSFET和晶体管三极管的组合，MOSFET存在导通电阻高的缺点，但IGBT克服了这一缺点，在高压时IGBT仍具有较低的导通电阻。另外，相似功率容量的IGBT和MOSFET，IGBT的速度可能会慢于MOSFET，因为IGBT存在关断拖尾时间，由于IGBT关断拖尾时间长，死区时间也要加长，从而会影响开关频率。选择MOS管还是IGBT？在电路中，选用MOS管作为功率开关管还是选择IGBT管，这是工程师常遇到的问题，如果从系统的电压、电流、切换功率等因素作为考虑，可以总结出以下几点：也可从下图看出两者使用的条件，阴影部分区域表示MOSFET和IGBT都可以选用，“？”表示当前工艺还无法达到的水平。总的来说，MOSFET优点是高频特性好，可以工作频率可以达到几百kHz、上MHz，缺点是导通电阻大在高压大电流场合功耗较大；而IGBT在低频及较大功率场合下表现卓越，其导通电阻小，耐压高。 MOSFET应用于开关电源、镇流器、高频感应加热、高频逆变焊机、通信电源等等高频电源领域；IGBT集中应用于焊机、逆变器、变频器、电镀电解电源、超音频感应加热等领域。

负载由多个电源驱动是如何工作的？电源之间会互相干扰吗？

当负载由多个电源同时驱动且每个电源具有其自己的频率时，来自各个电源的负载功率传输是彼此独立的。无论其中任何一个电源单独为负载提供多少功率，该功率传输都不会受到其他电源存在与否的影响。想象一下这个场景，一堆电压源串联在一起，馈入某个负载电阻R。它可能类似于图1。图1 一组串联的电压源，馈入某个负载电阻R。当然，我们还可以有更多的电压源，比如四个、五个或更多，但三个是一个比较好且方便的数字。为了便于讨论，我们可以将这三个电压源的电压称为“三元组”。我们还可以说，我们的三元组每个电压源都以不同的频率输出电压。直流电源的频率当然为零。输送到R的瞬时功率是这一堆电压源顶部的瞬时电压的平方，然后除以R。R的值现在并不重要，因此我们只需关注这一堆电压源顶部的电压，即我们的三元组电压。当我们对三元组表达式进行平方运算时，就会得到图2中所示代数的几个分量。图2 对三元组表达式进行平方运算，得出输送到R的瞬时功率。为了再次检验这个代数是均等的，我们可以特意选择不同的频率W1和W2，以图形的形式绘制三元组的平方，然后绘制导出项的总和，如图3所示。我们看到它们确实是相同的。图3 用图形检验三元组的平方，通过选择不同的频率(W1和W2)，我们可以以图形方式绘制三元组的平方并绘制导出项的总和。由此，我们可以直观地确认它们是相同的。回到代数上，上图显示了三元组的平方的结果。第一行的值永远不会是负数，只会是正数，但第二行和第三行的值却在正负、负正之间来回摆动，如此反复。传输到R的能量是功率随时间的积分。第一行的积分为正，这意味着R确实从第一行的项接收能量，但第二行和第三行的积分均为零。随着时间的推移，第二行和第三行的正向波动产生能量，而第二行和第三行的负向波动则会带走能量。因此，这两行的积分为零，这意味着这两行不向负载传输能量，没有能量传输也就意味着没有功率传输。只有第一行的项向R提供功率，该功率如图4所示。图4 向R传输功率。如图所示，只有第一行的项向R传输功率。最终分析的结果是，我们的三元组的每个电压源向R提供的功率都与它单独连接到R时提供的功率一样大。每个电压源提供的功率与其他电压源的存在与否无关。如果我们有四个或五个或更多的电压源，那也没有关系。只要它们的频率不相等，每个电压源的功率传输仍然与其他电压源无关。有了更多的电压源，代数就会更加复杂，但它们之间的相互独立性将保持不变。

用液态金属墨水3D打印，柔性生物电子器件制造新方法

可穿戴和可植入生物设备以及软机器人领域的发展日新月异，但在应用于人体皮肤或组织的健康监测类设备方面仍然存在着不少挑战。例如，如果医疗设备是硬质的，由于与皮肤的硬度不同，当附着到皮肤时可能会引起不适，或者在插入组织时会引起炎症反应。另一方面，如果使用柔软的柔性医疗设备虽然不会引起不适，但其柔软的性质会使得精确操作变得困难。为了克服现有生物电子器件的局限性，韩国科学技术院(KAIST)的研究团队开发出一款液态金属基电子墨水，可通过直接用墨水书写的方法实现高分辨率电路打印，并且该生物电子器件还能通过体温软化，从而制造出更加适应于人体柔软组织的电子设备。相关成果以“Body-temperature Softening Electronic Ink for Additive Manufacturing of Transformative Bioelectronics via Direct Writing”为题发表在《科学进展》杂志上。电子墨水生产工艺及3D直写打印技术这种电子墨水的核心材料是金属镓，其熔点是29.76°C非常低，因此可以轻松地在固态和液态之间转变状态，没有毒性，且具有优异的导电性。研究团队通过解决现有镓表面张力高、粘度低的问题，成果实现了能够进行高分辨率打印的电子墨水。其所开发的墨水可以在商业电路导体一样硬的状态和如皮肤组织一样柔软的状态之间来回切换，具有优异的可变刚度、刚度变化速度，同时还具有高导热性和优异的导电性，并且还可以使用3D打印生产定制的电子设备。镓基电子墨水利用这项技术，研究团队制造了超薄光学血流检测电子传感器和无线光电植入设备。这些设备在室温(25℃)下坚硬且易于操作，但暴露于体温(~36.7℃)下它们就会软化，使其能够在无机械应力的情况下应用于皮肤或组织，并能顺应组织变形和维持可靠的运行。而当使用完从身体上取下来时，它又可以变回坚硬的形式，从而易于重复使用。超薄光学血流检测电子传感器据悉，作为首款可根据体温平滑变化状态的电子墨水，其未来的应用场景非常广阔，包括下一代可穿戴和植入设备、医疗设备及机器人等各个领域。

dcdc开关频率高低有什么影响 dc/dc电源同步和异步区别

dcdc开关频率高低有什么影响 DC-DC开关频率高低对电源系统的性能和特性都有一定的影响，这些影响主要包括效率、尺寸、成本、EMI（电磁干扰）和动态响应等方面。 1. 效率：高开关频率通常可以提高DC-DC转换器的效率。这是因为高频率开关可以减小开关器件的尺寸，降低开关过程中的能量损耗，从而提高整体转换效率。但是，高频率可能会增加开关损耗和开关器件的损耗，因此需要合理权衡来达到最佳的效率。 2. 尺寸：高频率开关器件通常可以更小巧轻便，因为高频率可以实现更小尺寸的电感和电容器，从而使整个电源系统更加紧凑。这对于需要在有限空间内集成电源的应用非常重要。 3. 成本：高频率开关器件通常价格更高，但由于可以减小外部元件的尺寸，可以在整体系统成本上实现一定程度的节省。此外，高频率开关器件通常需要更复杂的控制电路，这可能会增加系统设计和制造成本。 4. EMI（电磁干扰）：高频率开关可能会产生更多的电磁干扰，这可能会对周围的电子设备和系统造成干扰。因此，高频率开关转换器通常需要更严格的EMI滤波和屏蔽设计来减小干扰。 5. 动态响应：高频率开关器件通常具有更快的动态响应能力，可以更快地调整输出电压以适应负载变化。这对于需要快速动态响应的应用，如处理器、通信设备等非常重要。 dcdc频率越高噪声越低吗一般情况下，DC-DC转换器的频率越高，其输出的噪声也越低。这是因为高频率开关可以使电源系统更加紧凑，从而减小输出滤波器的物理尺寸，减少输出波形中的谐波成分，降低噪声水平。高频率开关还有助于减小输出电感和电容器的尺寸，减少输出波形的纹波。此外，高频率转换器通常具有更快的动态响应，能够更迅速地调整输出电压以适应负载变化，从而减小瞬态响应引起的噪声。然而，需要注意的是，在选择DC-DC转换器频率时，仍需权衡各方面因素。虽然高频率可以带来较低的噪声，但也可能增加开关损耗、器件成本，并引入电磁干扰等问题。因此，最佳的频率选择应综合考虑电源系统的性能需求、成本限制和EMI要求。 dc/dc电源同步和异步区别同步整流是采用Rdson 较低功率MOS，取代了异步整流中续流二极管以降低续流损耗的一种类型。由于功率MOS属于电压型器件。用功率MOS做整流器时，要求栅极电压必须与被整流电压的相位保持同步，故称之为同步整流。异步整流只有一个高边MOS管，加一个续流二极管组成，因为是自然续流过程，相对于同步来讲，被称为异步整流。在应用中，我们可以简单的区分，上下管都是MOS管的 DCDC就是同步的，只有一个上管的，下面需要增加一个肖特基二极管的 DCDC就是异步的。

一个简单的逻辑探头设计，具有宽电压范围

逻辑探头由被测设备(DUT)供电，可以是任何二进制逻辑，供电范围为+2V至+6V。其可以选用微控制器或74/54系列逻辑芯片，包括HC/HCT芯片。探头决定3个条件：逻辑0 逻辑1 未定义(这可能是Z条件或接触不良)。它还带有一个计数器，当您想要计算脉冲、估计频率值或测试接口时，这非常方便。(该部分以草图形式显示) 图1中的探头由两个施密特触发器组成，图中上方的触发器确定逻辑0，下方的触发器确定逻辑1。图1 具有两个施密特触发器的逻辑探头，其中上方确定逻辑0，下方确定逻辑1。这里选择了两种不同的颜色：蓝色代表逻辑0 红色代表逻辑1 由于蓝色LED需要2V以上的电压，因此在Q2上使用了一个稍微改动过的“焦耳小偷”电路来增加电压。变压器有2个绕组，电感范围为80至200μH，如果绕组不相等，应将较大的一个连接到集电极。(本文使用了旧铁氧体存储器中的一个微型变压器，但实际任何带有附加绕组的线圈都可以。) 如果选择绿色或红色LED而不是蓝色，则可以取消“焦耳小偷”电路，并将LED连接在R5的上端子和“+A”之间。因为电源电压范围较宽，通过LED的电流可以增加100%或更多。而由于LED非常亮，因此需要对亮度进行一些控制。电路中的U3、Q3和两个二极管可以实现这一点，它们可将LED供电电压降低1.4V。还有一点很值得注意，那就是电路中几乎所有地方的74HC132都可以使用74HC14来替代。

将片上网络（NoC）技术扩展到Chiplets上

单片集成电路（IC）是指所有功能都在单个硅芯片（也称为芯片）上实现的电路。使用极紫外（EUV）光刻工艺的芯片最大实际尺寸约为25mmx25mm=625mm2。虽然可以制造更大的芯片，但其产量开始迅速下降。因此，当今数十亿晶体管器件的一种解决方案是将设计分解成多个较小的芯粒，安装在硅中间膜上，以单个封装形式呈现。在这种情况下，较小的芯粒被称为 chiplet 或 tiles，而最终器件则被称为小芯片组。采用基于小芯片的方法具有多种优势，包括提高产量、降低芯片成本，以及在最佳工艺技术上实现不同功能的能力。此外，由于设计人员可以针对不同的应用选择合适的小芯片，因此灵活性和定制选项也得到了提高。这种方法提高了可扩展性，因为更多的小芯片可以满足更高的工作负载需求，并通过在不同产品中以不同组合重复使用现有小芯片来缩短上市时间。像英特尔等几家公司多年来一直在使用基于小芯片的技术，但这些公司通常对整个设计流程拥有完全控制权。多芯片系统开发人员的梦想是能够从多个供应商处获取硬小芯片 IP，就像当今的 SoC 设计人员使用第三方供应商的软 IP 功能一样。人们普遍认为小芯片将为未来的设计提供动力，但我们所说的 "未来 "指的是什么呢？就在一年前，业内人士还预测未来五到六年才会广泛采用。然而，最近有几家公司推出了芯片组产品，表明采用芯片组技术的时间可能比预期的要早。未来的许多小芯片在尺寸和复杂性上都将超过今天的IC（ASIC、ASSP 和 SoC）。此外，当今大多数IC都采用了某种形式的片上网络（NoC），它可被视为跨越整个集成电路的互连 IP。这些基于 NoC 的芯片如何相互通信？ D2D互联方案可以识别各种小芯片到小芯片的互连场景。这种互连通常称为Die-to-Die (D2D)，以避免与印刷电路板 (PCB) 级别的芯片到芯片 (C2C) 互连混淆。首先，考虑一些非相干 D2D 互连的可能性（图 1）。图 1以下是三个非相干互连示例。来源：Arteris 如图 1a 所示，最简单的方案只涉及两个直接 D2D 连接的芯片。一个更复杂的例子涉及更多的芯片（图 1b），仍然是直接 D2D 连接和启动时的静态映射模式配置。在涉及芯片跳转的间接 D2D 路由情况下（图 1c），有两种可能性：在启动时进行静态映射模式配置或在运行时进行动态映射模式配置。接下来，考虑一些相干 D2D 互连的例子（图 2）。在这种情况下，除了处理器和加速器缓存等任何片上存储器外，我们还展示了 DDR 等外部存储器 (MEM) 的可能部署情况，这些存储器由较大的灰色矩形表示。这些存储器是多芯片系统封装的外部存储器，需要片上存储器控制器 IP，如较小的灰色矩形所示。图 2 上图显示了三个相干互联示例。资料来源：Arteris 相干互连的最简单形式是异构和非对称，如图 2a 所示。在这种情况下，有一个明确的主机芯片与外部存储器相连。在另一端，我们看到的是同构对称架构（图 2c）。在这种情况下，每个芯片都能与自己的内存和其他芯片的内存对话。显然，这很快就会变得复杂。此外，设计人员还需要格外注意与 D2D 通信相关的瓶颈和延迟问题。我特别感兴趣的是，当我参加在比利时鲁汶举行的全球首个以汽车为中心的 Chiplet 活动时，有人谈论拥有一个特殊的 NoC Chiplet，为所有其他 Chiplet 提供对共享内存的访问同时也充当一种仲裁者（图2b）。这个想法是让这个小芯片（图中显示为 Die X）充当集线器。其他小芯片正在竞争对中央共享内存的访问，因此有必要调节缓存一致性。这种情况允许设计人员将智能构建到集线器中。更深入的 D2D 互连研究让我们更深入地了解一下 D2D 互连（图 3）。我们将从小芯片本身使用的 NoC 开始。设计人员可以使用各种 NoC 技术。例如，Arm 的高级微控制器总线架构 (Advanced Microcontroller Bus Architecture, AMBA) 采用了非相干高级可扩展接口 (Advanced eXtensible Interface, AXI) 协议和相干集线器接口 (Coherent Hub Interface, CHI) 协议。图 3 凸显 NoC 的D2D互连示例（左）。资料来源：Arteris 假设设计人员使用 AXI 或 CHI 等 NoC 协议，或者可以生成和接收 AXI 或 CHI 流量的 NoC IP，则任何出站流量都必须打包为某种流接口格式（如 CXS）。然后，打包的数据被传递到链路层控制器和相关的 PHY。物理层将使用 Bunch of Wires (BoW)、Universal Chiplet Interconnect Express (UCIe) 或 Synopsys eXtra Short Reach (XSR) 等技术来实现。同样，入站流量将通过关联的 PHY 和链路层并解包到 AXI 或 CHI。早期，多种选择值得注意的是，我们仍处于这项技术的早期阶段，人们仍在摸索各种方法，让每件事和每个人都能共同发挥作用。例如，由于小芯片可能采用来自不同第三方供应商的 IP 块，而且每个 IP 块可能采用自己的数据宽度、时钟频率和互连协议，因此 NoC 可能需要适应业界已定义和采用的多种标准协议，如 OCP、APB、AHB、AXI、CHI、STBus 和 DTL。为了解决这个问题，小芯片设计人员可能会转向非相干和相干互连 IP，因为这两种 NoC 都支持广泛的协议。如果芯片设计人员选择使用互连 IP，他们可以自己实现封装/解封装 IP，并从第三方供应商处获得链路层和物理层 IP。或者，封装/解封装 IP 与链路层和 PHY IP 捆绑在一起。还有一种情况是，NoC 供应商将封装/解封装 IP 作为模块提供。无论细节如何，小芯片和多芯片系统在成本、良率、灵活性、可扩展性和定制方面具有无数优势，因此成为电子设计未来的潮流已变得越来越明显。正当我们认为事情不会变得更令人兴奋时……他们做到了！

简单加个二极管，解决车尾灯启动晶体管的失效问题！

那是20世纪90年代中期，我是一家设计和制造定制测量系统和大功率电子产品的公司的设计工程师。我们的客户包括实验聚变反应堆运营商和电力公司。一天，我的老板让我和他一起去会议室，与一家公共交通汽车制造商的一些人会见。他说他们的一家供应商的产品出现了问题，请求我们提供帮助。我们见到了地铁车辆制造商的项目经理和他们一家供应商的工程师。该产品是安装在地铁车厢上的一种新型红色尾灯。与它的名字相反，尾灯安装在车厢的两端，因为大多数地铁车厢都是双向交替运行的。问题是，这种灯工作正常几次后就失灵了。尾灯组件包含LED及其供电电源。他们向我们展示了原理图，部分内容在这里：根据记忆绘制的部分原始原理图。输入电源为74V直流电，来自电池。该设备是一款非隔离式DC-DC降压反激式转换器，为内置LED供电。它使用一个控制器IC U1和一个独立的功率MOSFET，该MOSFET没有在我的原理图中画出来。MOSFET对变压器电感器T1的初级进行开关。变压器有两个次级绕组。主绕组连接至整流器D2和滤波器（未画出），然后连接至LED（未画出）。辅助绕组经D2整流，C1滤波，然后为控制器IC供电。主负载是串并联排列的红色LED，功耗约为15W。控制器不能直接由电池供电，因为电压高于IC的最大供电值。此外，由于它向MOSFET发送栅极信号，因此供电电压不能超过20V，否则会损坏MOSFET。尾灯设计人员认为，如果他们通过串联电阻分流齐纳电路将U1的Vcc引脚连接到电源，那么为IC供电所损耗的功率将超过2W，总效率将降低约15%。因此，他们决定使用一个启动电路，瞬间为IC供电，一旦转换器运行，IC将由转换器的输出供电。他们还需要关闭启动电路。他们使用了一个串联电阻R2，与一个具有足够额定电压和电流的小信号高压BJT Q1的集电极相连。晶体管Q1的发射极连接到IC电源的引脚网络，也就是第二个次级绕组供电的引脚网络。Q1的基极与齐纳二极管D1相连，由来自输入电源的高阻值电阻R1偏置。一旦转换器启动并运行，辅助绕组电压将通过D2整流并通过C1滤波。Vcc将升高到D1电压之上，使Q1的基极发射极结反向偏置并关断。这样就切断了电流，使启动电路损耗几乎为零。总体而言，六个小信号器件的成本远低于一两个大功率器件，因此他们为启动电路选择的解决方案是合理的。问题是Q1反复失效。转换器启动很快，设计人员向我保证没有任何器件过热。我一眼就看出了问题的根源，但我闭口不谈。如果我现在告诉他们解决方案，他们就会卷铺盖走人，不会支付我们的专业技术报酬，理由是我们花费的时间不值得为支付我们的报酬而做书面工作。我的老板说，我们会抓紧工作。他们给我们留下了一个工作设备和原理图。他们一走，我就和老板谈了起来。设计启动电路需要做出一系列妥协：选择一个高于IC最低工作电压的齐纳值；计算变压器的匝数以产生高于齐纳值的电压，但又不能太高，否则会损坏MOSFET。问题还在于，转换器调节的是主输出电流，而不是辅助输出电压，因此必须在从最小电池电压到最大电池电压的整个范围内工作。如果辅助绕组的工作电压远高于齐纳电压，Q1的反向偏置基极发射极结就会击穿并损坏晶体管。与Q1类似的晶体管MPSA42的最大Vebo通常为6.0V，这也是许多BJT的典型值[1]。如果发射极基极结的反向电流水平较低，这个结就会表现为齐纳二极管。随着电流增大和持续时间延长，当恢复正常工作时，β值就会下降，噪声就会增大。如果反向电流过大，晶体管就会失效[2][3]，这就是Q1在该产品中失效的原因。我告诉老板，解决办法很简单，在Q1的发射极和控制器Vcc引脚之间添加一个串联二极管D3，见修改后的原理图：根据记忆绘制的修改后的部分原理图。他同意我的观点。我修改了设备。我在整个电池电压范围内进行了多次开关循环测试，结果设备运行完美。第二天晚些时候，我的老板打电话给我们的客户，说我们已经找到了问题所在，并为他提供了一种简单、低成本的解决方案。一周后，我们的客户告诉我们，制造商已经确认了我们的解决方案，他们都对我们的工作非常满意。我们得到的教训是：谨防BJT基极发射极结反向偏置；严格执行设计审查，并使用检查项目清单，这里的清单是一个良好的开端[4]；在回答客户问题之前要想清楚，这总是涉及到钱的问题，你的老板用客户的钱来支付你的薪水，不要把钱拱手让人；最重要的是，永远不要让客户看起来像个傻瓜。参考文献 ONSEMI, datasheet MPSA42: NPN Bipolar Small Signal Transistor, February, 2013 − Rev. 8. https://www.onsemi.com/pdf/datasheet/mpsa42-d.pdf [Page retrieved 2022-06-21]. Pease, Robert A. Troubleshooting Analog Circuits. Butterworth-Heinemann, 1991. Page 77. Motchenbacher C. D. and J. A. Connelly. Low-Noise Electronic Systems Design. John Wiley & Sons, Inc. 1993. page 133. Wallace, Hank. Electronics Design Checklist, http://www.jldsystems.com/pdf/Electronics%20Design%20Checklist.pdf [Page retrieved 2022-06-19]. 关于作者 Daniel Dufresne是一位退休工程师，曾从事电信、公共交通、消费产品和大功率电子设计工作。他还曾在Cegep de Saint-Laurent学院担任教授。他获得了蒙特利尔大学工学院（Ecole Polytechnique de Montreal）的学士学位。他现居加拿大蒙特利尔，仍从事电子项目和电子测试设备的维修工作。