ST正在开发一种将BCD硅技术内置的微控制器与用于智能电源的氮化镓(GaN)器件相结合的工艺
意法半导体公司(STMicroelectronics)正在开发一种将微控制器与氮化镓(GaN)结合在一个芯片中的工艺技术。
这是建立在双极CMOS-DMOS(BCD)技术的、ST已被授予IEEE里程碑的技术开发。
BCD的开发始于35年前,在4英寸晶圆上,将模拟、逻辑、存储器和电源结合在一个4微米的工艺中。第10代即将开始90nm工艺的生产,这将导致40nm工艺与微控制器高度集成,用于有线和无线充电设备以及许多其他电源应用。
ST智能电源技术研发总经理吉塞佩·克罗斯表示:“路线图正在通过流程定制,增加数字处理,提高功率和电压。”
目前这一代采用的是一种90nm工艺,带有相变非易失性存储器。他表示:“下一代的开发是基于我们微控制器产品的40nm专有技术,但集成方面存在许多挑战,包括域间串扰的特征描述。”
这是IEEE在欧洲地区的第52个里程碑,与麦克斯韦方程组、沃尔塔电池、1902年的马可尼无线电报、英国布莱奇利公园密码破解和1975年公钥密码术的开发并驾齐驱。
在这项技术的35年中,ST已经加工了超过500万片晶圆,生产了超过400亿片芯片,其中30亿片是去年生产的,这标志着这项技术的采用速度加快。
下一步是在BCD工艺中加入氮化镓(GaN)高功率技术。驱动程序已经集成在单片芯片上,但添加微控制器的步骤非常重要。
“使用宽带隙材料等替代半导体材料,正成为碳化硅领先主流。氮化镓架构在提高效率和电压的未来单片电源集成方面前景看好。”ST公司负责技术、制造和质量的总裁奥里奥·贝莱扎表示。
“通过将氮化镓的优势与传统硅材料相结合,我们可以解决大量的应用问题。集成解决方案在微型BCD平台上嵌入了无芯变压器,但挑战在于高电压,其中6KV隔离是一个明显的趋势。尽管使用了电介质层,但所需层的厚度还是带来了重大的集成挑战。”
他说:“智能电源仍在发挥重要作用。有两个主要的挑战,历史的演变在电源规模和模拟阶段造成了重大的挑战。另一方面,成本优化的挑战一直是一个关键驱动因素。创新将推动发展。”