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继续加大芯片制造优势,IDM运营模式成就士兰微核心价值

发布时间:2015-5-7

关键字:士兰微芯片优势  IDM运营模式  LED照明驱动产品线  电子制作模块

作为第一家在国内上市的集成电路芯片设计企业,杭州士兰微电子股份有限公司(以下简称“士兰微电子”)多年来坚持走芯片设计、制造相结合的综合型发展道路,已成为一家拥有芯片设计、制造相结合的在半导体公司,其产品线涵盖高压、高功率、高频特殊工艺的集成电路、功率模块、分立器件和传感器产品、MCU产品线,同时还包括数字音视频和LED芯片。

 

其核心技术包括射频/模拟技术、音视频技术、电源管理产品平台、BiCMOS/BCD公益平台、MCU/DSP产品平台、分立器件技术、射频/模拟技术等。

 

 

《国际电子商情》士兰微电子董事长陈向东先生
士兰微电子董事长陈向东先生
 

 

 

《国际电子商情》士兰微的芯片生产线
士兰微的芯片生产线
 

 

遵循非摩尔定律,士兰微继续加大生产制造投入

 

在日前中山、深圳举办的“2015年LED照明方案及AC-DC电源产品推介会”上,士兰微电子董事长陈向东表示,半导体产业的发展推动了各种能量形态的转化和电能功率的变换。从光伏的发电、各种裂变电源,以及半导体照明,功率半导体都发挥了非常大的作用。

 

 

《国际电子商情》

 

 

他认为,当前国际半导体的发展趋势在某些地方仍然遵循摩尔定律,比如iphone6采用的A8处理器,片上晶体管数量已达到20亿个,半导体厂商对于工艺生产装备的投入越来越高,因此在这个领域类似于台积电这样的芯片代工厂商成为业态主流。“每年的设备投入在100亿美金以上,投入非常大。这个绝对不是什么公司都能做的,世界上能够跟随的公司大概不会超过15家。”

 

 

《国际电子商情》

 

 

而在高压、功率驱动集成电路、传感器、照明器件等领域遵循的则是非摩尔定律。这个领域产品形态多样,并不强调器件尺寸的缩小,而更强调创新的器件应用及特殊工艺。陈向东认为,在这些领域,设计与制造一提的IDM运营模式更利于特殊工艺技术和产品的研发。“Altera在两年前收购了一家公司,他们把PWM的器件和功率器件做到了一颗芯片上,把电感做到芯片上。可能有一天大家在开关电源里面看不到电感。我觉得是一个正常的发展趋势,就说明非摩尔定律的发展规律。”

 

遵循非摩尔定律的发展趋势,士兰微电子一直坚持自建芯片生产线,并在自己的生产线上开发特殊工艺。目前国际上这样做的半导体企业已经不多,比如国外的英飞凌、意法半导体、德州仪器,以及一些日系厂商。陈向东表示,2014年士兰微电子一共|产出了180万片元器件,在国内同等级别的芯片生产线中排在最前列。未来士兰微电子将继续加强在生产制造方面的投入,并扩大优势。

 

据了解,目前士兰微已经建立了一条5英寸、一条6英寸芯片生产线。在今年3月份,士兰微还收购了英特尔的一条8英寸的生产线。此外,在国家针对半导体产业的大基金支持下,在今年4月份士兰微还动工建设了另一条8英寸的芯片生产线。目前士兰位于成都市金堂县成阿工业集中区的制造基地已经开工,主要做硅圆片的外延、功率器件和功率模块的封装。

 

 

《国际电子商情》士兰微电子特殊工艺介绍
士兰微电子特殊工艺介绍
 

 

 

《国际电子商情》根据特殊工艺所开发的功率模块
根据特殊工艺所开发的功率模块
 

 

 

《国际电子商情》士兰微目前在开发的十轴传感器
士兰微目前在开发的十轴传感器
 

如何实现AC-DC产品六级能效标准?

 

在本次推介会上,士兰微AC-DC产品应用经理郭瑭瑭介绍了士兰微电子六级能效AC-DC电源管理芯片。该系列芯片采用多模式控制和优化降频工作曲线,并包含了多项士兰微自主研发的专利技术,为充电器、适配器(65W以下)等应用提供高性价比解决方案。

 

 

《国际电子商情》AC-DC产品应用经理郭瑭瑭
AC-DC产品应用经理郭瑭瑭
 

 

据介绍,六级能效标准相对于以前的标准最主要是三个变化:

 

第一个是待机功耗要求更加的严格;待机功耗已经降低到了75毫瓦。郭瑭瑭表示,针对待机功耗的严格要求,一方面可以通过减小或者去除启动电阻上的损耗;另外一方面可以减少IC静态电流的损耗;具体的实现方式采用了高压启动技术,这也是士兰微的专利技术。其中,SSR控制AC-DC电源管理芯片SDH696X就采用了高压启动专利技术,待机功耗低至30mW。

 

“我们采用的高压启动技术就是在芯片里集成了一个高压启动的恒流源。通过这个恒流源充电,提供一个启动的电压,这样的话好处就是启动电阻也不需要。待机功耗就可以降低,而且采用高压启动速度也会变快。”

 

第二个变化是平均效率的要求有了大幅度的提高。相比以前的能效标准,以5V 2A的输出为例,比以前的标准提高了5.3%,这么高的要求对电源厂商提出了比较大的挑战。

 

第三个是最新增加了一个10%的负载效率要求。针对这个要求,一方面是减少IC的静态功耗,另一个是减少轻载条件下的功耗。具体实现方式还可以通过优化降频曲线来实现。降频曲线一般是工作于高频的模式,随着负载的减轻,会采用降频模式。在负载继续减轻的过程中会提供一个低频的模式。

 

 

《国际电子商情》士兰六级能效AC-DC电源管理芯片roadmap
士兰六级能效AC-DC电源管理芯片roadmap
 

 

 

《国际电子商情》SDH696X产品介绍
SDH696X产品介绍
 

 

SDH696X和SD4873X系列产品利用PFM+PWM+BURST控制方式提高系统平均效率;同时采用采样保持专利技术,改善高低压下OCP的一致性。在此基础上,升级产品SDH696XQ和SD4873Q增加了准谐振控制技术,进一步优化高压下转换效率,并采用自主专利技术解决了传统准谐振控制模式的异音问题。PSR控制AC-DC电源管理芯片SDH859XS系列产品包含高压启动技术,并内置士兰微新一代EDPMOS,采用贴片SOP7封装实现5V/2.1A应用,满足充电器小型化需求。此外,士兰微正在研发的同步整流和原副边集成电源管理单芯片为进一步提高系统效率,改善动态响应提供了更优选择,并可实现快速充电功能。

LED照明驱动产品线介绍

 

在LED照明领域,士兰微电子在2014年迎来爆发增长。LED照明驱动产品应用经理蔡拥军表示,目前士兰微LED产品线包括七大系列,配套方案可以广泛应用于LED射灯、日光灯、球泡灯、筒灯、天花灯、路灯、车灯等不同领域,目前已经获得二十多项专利。

 

 

《国际电子商情》LED照明驱动产品应用经理蔡拥军
LED照明驱动产品应用经理蔡拥军
 

 

 

《国际电子商情》士兰微电子LED产品线Roadmap
士兰微电子LED产品线Roadmap
 

 

蔡拥军重点介绍了低成本EMI解决方案照明驱动产品和DLT(数字电力线传输)智能调光系统解决方案。其中,士兰微电子DLT调光方案可用旋钮进行调光,符合传统的使用习惯;可以完全兼容家庭现有的布线系统,更可支持两线布线;安装方便、快捷,无需换线,施工成本低、安全性好;驱动电源不需要ZIGBEE、BLE、WIFI等通信设备,灯具成本低;兼容性更好,不存在闪灯现象;同时,容易实现无线智能调光的需求,灯具待机功耗极低,所有灯具待机时的总功耗可以做到100mW以下。

 

 

《国际电子商情》

 

士兰微电子DLT调光方案SDH730X,是一款专用于可控硅调光的非隔离型LED驱动的控制芯片,芯片采用,采用非隔离升降压结构,士兰微电子专利的特有的调光控制方法,适合大部分的可控硅调光器。

 

 

《国际电子商情》SD6904S照明应用方案
SD6904S照明应用方案
 

 

SD690X系列中的照明应用方案SD6904S采用士兰微电子自有的先进工艺,集成4N60功率DP-MOS管,SOP-7封装,是业界首颗真正实现90V~265V 输入,输出18W并应用于单堵头18W T8管照明应用方案。解决了SOP小型化封装产品无法实现LED日光灯标准18W规格的这一业界难题。

 

 

《国际电子商情》可控硅调光LED照明驱动SDH700X
可控硅调光LED照明驱动SDH700X
 

 

SD6807D 内置了功率MOS,也是业界首颗90~265V 做标准22W的内置MOS隔离型产品,一致性可以达到±1.5%,有效解决了客户生产过程中不合格整机需要返修的问题。可控硅调光LED照明驱动SDH700X专业针对LED照明驱动最为关键的外部元件简化和集成化封装等应用难题开发,采用士兰微专利技术的系统方案及EDMOS器件,可应用于15W以下的可控硅调光领域,具备外围简单,EMI易调试,兼容性好等优势。

 

士兰微电子在LED领域的优势主要在于拥有自己的芯片生产线以及先进的BCD和高压集成电路工艺,市场份额迅速居于国内前列。目前士兰明芯LED芯片生产线每月产能达到3000kk,可提供绿光、蓝光、白光LED芯片。另外士兰美卡乐专注于LED器件封装,是目前市场工人在显示屏领域唯一可以取代日亚的品牌。目前LAMP直插型和SMD贴片型的产能分别达到30kk/月和60KK/月。

明年或将启动大功率电源驱动芯片研发

 

功率器件半导体产品线经理张科锋介绍了士兰微电子自主研发的高压高功率半导体器件产品。凭借先进的工艺制造平台和强大的产能,士兰微电子开发的高压高功率和特殊结构的半导体分立器件产品,其品种与数量均居国内前列,是国内最具规模的器件供应商之一。士兰微电子自主研发的超级结MOS产品已经进入市场,并获得客户的认可。另外,士兰微电子也加大了资源投入力度,持续开发导通电阻更低的超级结MOS产品工艺平台和先进的碳化硅和氮化镓化合物材料功率器件。

 

士兰智能功率模块系列产品通过芯片性能和封装性能的持续改进,大幅提升了IPM的产品性能。在芯片性能方面,士兰IPM采用最新的FS IGBT技术,产品的损耗得到最优控制;同时,高压栅极驱动芯片的抗噪能力上了一个新的台阶。在封装性能方面,采用低热阻的DBC陶瓷基板结构,温升低且绝缘性能同比有较大优势。通过多年的努力和实践,士兰智能功率模块的高可靠性和高性能已经得到各家电大厂和工业客户的认可,在士兰电机驱动团队的服务和支持下,客户可以快速设计并导入量产。

 

士兰微电子也是国内唯一一家拥有高压半桥驱动技术平台的驱动电源厂家,也就意味着它有这个技术实力开发100-150W左右大功率电源的驱动芯片,之前这套技术被广泛用于电频电路模块的开发上。

 

 

《国际电子商情》功率器件半导体产品线经理张科锋
功率器件半导体产品线经理张科锋
 

 

 

《国际电子商情》士兰微电子MOSFET产品线
士兰微电子MOSFET产品线
 

 

 

《国际电子商情》超级结MOS产品
超级结MOS产品
 

 

陈向东表示,不排除明年有启动大功率电源驱动芯片研发工作的计划。2015年,士兰微电子一方面不断强化产品性能,提升士兰品牌的知名度;另一方面,通过产品和方案的整合,推动混合信号及射频产品、数字音视频产品、MCU产品等各产品线的均衡发展,服务能力也将更上一个台阶。

 

笔者认为,得益于IDM运营模式,士兰微电子不仅能缩短产品验证投入市场的时间,结合相关配套的分立器件也同步研发并自行生产,方案的选择性与灵活性更好,成本也可以做到最低,从而保持强大的竞争力。相信随着国家政策对于本土半导体产业越来越重视,在大量资金投入的大背景下,士兰微电子将在正确的道路上继续扩大自身优势,保持稳健的发展态势。