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onsemi presenta una piattaforma di potenza integrata per una maggiore densità di potenza
Il packaging su wafer di silicio integra molteplici die e ottimizza le prestazioni elettriche, termiche e meccaniche per infrastrutture di intelligenza artificiale, veicoli elettrici e applicazioni industriali.
www.onsemi.com
Wafer della piattaforma Embedded Power di onsemi
onsemi ha presentato l'Embedded Power Platform (EPP) per consolidare l'elettronica di potenza, il supporto meccanico e la dissipazione termica in un'architettura unificata a livello di wafer. Questo approccio produttivo risponde ai crescenti limiti di erogazione dell'energia nei centri di calcolo dedicati all'IA, nei propulsori dei veicoli elettrici e negli impianti di automazione industriale.
Integrazione a livello di wafer e riduzione dell'induttanza parassita
Il packaging tradizionale nell'elettronica di potenza si basa su un flusso di progettazione sequenziale in cui die discreti di semiconduttori di potenza vengono fissati su substrati ceramici, collegati tramite wire bonding a terminali esterni e sigillati con composti di stampaggio plastici. Questo metodo di assemblaggio meccanico introduce un'induttanza di loop parassita che limita le frequenze di commutazione e crea interfacce termiche con elevata resistenza termica.
L'Embedded Power Platform trasforma il wafer di silicio da 300 mm (12 pollici) nella base funzionale del package. All'interno di una linea di produzione in camera bianca, die semiconduttori eterogenei — tra cui silicio, carburo di silicio (SiC) e nitruro di gallio (GaN) — vengono integrati insieme a gate driver e circuiti di controllo. Strati planari di ridistribuzione in rame (RDL) a livello di wafer e via conduttivi verticali sostituiscono i classici fili di bonding. Questa configurazione accorcia i percorsi di corrente, minimizza l'induttanza di anello e consente una commutazione stabile ad alta frequenza con ridotte perdite di commutazione.
Prime applicazioni nel settore automobilistico e nei data center
Nella distribuzione dell'alimentazione dei data center, la crescente densità dei rack di server richiede sistemi di erogazione capaci di occupare il minimo ingombro dissipando al contempo il calore in modo efficiente. In una prima valutazione condotta su un interruttore a stato solido (solid-state circuit breaker) su questa piattaforma, il package integrato ha ottenuto una riduzione del volume fisico di circa il 50% e ha funzionato con una temperatura inferiore del 20% rispetto ai moduli discreti esistenti.
Per la mobilità elettrica, gli inverter di trazione realizzati con questa architettura raggiungono una densità di potenza fino a quattro volte superiore e una riduzione del 15% delle perdite di potenza elettrica rispetto ai convenzionali moduli di potenza a filo di bonding. L'architettura unificata supporta stadi di potenza scalabili su diversi segmenti di veicoli, permettendo ai costruttori (OEM) di riutilizzare i progetti degli inverter. Subaru Corporation ha avviato una prima collaborazione tecnologica con onsemi per valutare la piattaforma, utilizzando modelli di simulazione e campioni di ingegnerizzazione per analizzarne l'integrazione nel powertrain.
Chip della piattaforma Embedded Power di onsemi
Ulteriore contesto:
Questa sezione illustra specifiche tecniche e benchmark di mercato non presenti nel comunicato originale del prodotto.
Nel mercato del packaging di semiconduttori di alta potenza, questa architettura compete con i metodi di packaging a die integrato discreto e con i moduli di potenza avanzati, comprese le tecnologie di incorporamento in circuito stampato (PCB embedding) sviluppate da AT&S e Schweizer Electronic, oltre ai moduli su substrato di interconnessione stampato (MIS) di fornitori quali Infineon Technologies e STMicroelectronics.
Una differenza tecnica fondamentale risiede nel materiale del substrato e nella tecnologia di realizzazione delle interconnessioni. Le soluzioni industriali di potenza integrata si affidano in genere a laminati organici in resina FR-4 o bismaleimmide-triazina (BT), in cui i die vengono alloggiati in cavità ricavate all'interno di core PCB multistrato. Sebbene l'integrazione in substrati organici riduca l'induttanza parassita rispetto al wire bonding, essa rimane vincolata dalla conducibilità termica dei preimpregnati organici (tipicamente inferiore a 1-3 W/m·K) e dalle regole di progettazione PCB, caratterizzate da piste e spazi nell'ordine delle decine di micrometri.
Al contrario, l'impiego di un wafer di silicio monocristallino da 300 mm sfrutta la conducibilità termica intrinseca del silicio massivo (circa 148 W/m·K a temperatura ambiente), agendo direttamente come strato integrato di diffusione termica ed eliminando la necessità di materiali spessi di interfaccia termica (TIM). Inoltre, gli strati di ridistribuzione a film sottile in rame, con standard di processo da semiconduttore, raggiungono risoluzioni inferiori a 5 micrometri per piste e spaziature. Questo sbroglio litografico su scala micrometrica consente loop driver-gate estremamente compatti con induttanze di anello inferiori al nanohenry. Un'induttanza così ridotta è essenziale per eliminare sovratensioni transitorie e accensioni spurie nei commutatori ultra-rapidi wide-bandgap in GaN e SiC durante transitori ad elevato slew-rate superiori a 100 V/ns.
A cura di Natania Lyngdoh, redattrice di Induportals, con il supporto dell’IA.
www.onsemi.com
onsemi ha presentato l'Embedded Power Platform (EPP) per consolidare l'elettronica di potenza, il supporto meccanico e la dissipazione termica in un'architettura unificata a livello di wafer. Questo approccio produttivo risponde ai crescenti limiti di erogazione dell'energia nei centri di calcolo dedicati all'IA, nei propulsori dei veicoli elettrici e negli impianti di automazione industriale.
Integrazione a livello di wafer e riduzione dell'induttanza parassita
Il packaging tradizionale nell'elettronica di potenza si basa su un flusso di progettazione sequenziale in cui die discreti di semiconduttori di potenza vengono fissati su substrati ceramici, collegati tramite wire bonding a terminali esterni e sigillati con composti di stampaggio plastici. Questo metodo di assemblaggio meccanico introduce un'induttanza di loop parassita che limita le frequenze di commutazione e crea interfacce termiche con elevata resistenza termica.
L'Embedded Power Platform trasforma il wafer di silicio da 300 mm (12 pollici) nella base funzionale del package. All'interno di una linea di produzione in camera bianca, die semiconduttori eterogenei — tra cui silicio, carburo di silicio (SiC) e nitruro di gallio (GaN) — vengono integrati insieme a gate driver e circuiti di controllo. Strati planari di ridistribuzione in rame (RDL) a livello di wafer e via conduttivi verticali sostituiscono i classici fili di bonding. Questa configurazione accorcia i percorsi di corrente, minimizza l'induttanza di anello e consente una commutazione stabile ad alta frequenza con ridotte perdite di commutazione.
Prime applicazioni nel settore automobilistico e nei data center
Nella distribuzione dell'alimentazione dei data center, la crescente densità dei rack di server richiede sistemi di erogazione capaci di occupare il minimo ingombro dissipando al contempo il calore in modo efficiente. In una prima valutazione condotta su un interruttore a stato solido (solid-state circuit breaker) su questa piattaforma, il package integrato ha ottenuto una riduzione del volume fisico di circa il 50% e ha funzionato con una temperatura inferiore del 20% rispetto ai moduli discreti esistenti.
Per la mobilità elettrica, gli inverter di trazione realizzati con questa architettura raggiungono una densità di potenza fino a quattro volte superiore e una riduzione del 15% delle perdite di potenza elettrica rispetto ai convenzionali moduli di potenza a filo di bonding. L'architettura unificata supporta stadi di potenza scalabili su diversi segmenti di veicoli, permettendo ai costruttori (OEM) di riutilizzare i progetti degli inverter. Subaru Corporation ha avviato una prima collaborazione tecnologica con onsemi per valutare la piattaforma, utilizzando modelli di simulazione e campioni di ingegnerizzazione per analizzarne l'integrazione nel powertrain.
Chip della piattaforma Embedded Power di onsemi
Ulteriore contesto:
Questa sezione illustra specifiche tecniche e benchmark di mercato non presenti nel comunicato originale del prodotto.
Nel mercato del packaging di semiconduttori di alta potenza, questa architettura compete con i metodi di packaging a die integrato discreto e con i moduli di potenza avanzati, comprese le tecnologie di incorporamento in circuito stampato (PCB embedding) sviluppate da AT&S e Schweizer Electronic, oltre ai moduli su substrato di interconnessione stampato (MIS) di fornitori quali Infineon Technologies e STMicroelectronics.
Una differenza tecnica fondamentale risiede nel materiale del substrato e nella tecnologia di realizzazione delle interconnessioni. Le soluzioni industriali di potenza integrata si affidano in genere a laminati organici in resina FR-4 o bismaleimmide-triazina (BT), in cui i die vengono alloggiati in cavità ricavate all'interno di core PCB multistrato. Sebbene l'integrazione in substrati organici riduca l'induttanza parassita rispetto al wire bonding, essa rimane vincolata dalla conducibilità termica dei preimpregnati organici (tipicamente inferiore a 1-3 W/m·K) e dalle regole di progettazione PCB, caratterizzate da piste e spazi nell'ordine delle decine di micrometri.
Al contrario, l'impiego di un wafer di silicio monocristallino da 300 mm sfrutta la conducibilità termica intrinseca del silicio massivo (circa 148 W/m·K a temperatura ambiente), agendo direttamente come strato integrato di diffusione termica ed eliminando la necessità di materiali spessi di interfaccia termica (TIM). Inoltre, gli strati di ridistribuzione a film sottile in rame, con standard di processo da semiconduttore, raggiungono risoluzioni inferiori a 5 micrometri per piste e spaziature. Questo sbroglio litografico su scala micrometrica consente loop driver-gate estremamente compatti con induttanze di anello inferiori al nanohenry. Un'induttanza così ridotta è essenziale per eliminare sovratensioni transitorie e accensioni spurie nei commutatori ultra-rapidi wide-bandgap in GaN e SiC durante transitori ad elevato slew-rate superiori a 100 V/ns.
A cura di Natania Lyngdoh, redattrice di Induportals, con il supporto dell’IA.
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