文章來源:芯長征 作者:芯長征
隨著人工智能技術從虛擬走向現實,具身智能與人工智能數據中心(AIDC)已成為驅動科技產業升級的核心賽道。政策層面,具身智能納入國家“十五五”戰略布局,AIDC建設被納入《算力基礎設施高質量發展行動計劃》,兩大領域均迎來政策與市場的雙重紅利。江蘇芯長征微電子集團股份有限公司依托芯片設計、模塊封裝、檢測設備自主可控的垂直產業鏈,以Virtual-IDM模式打造高適配性功率半導體產品,為兩大領域提供可靠器件支撐。
一、具身智能領域:低壓MOS助力智能設備高效運行
具身智能設備(如工業協作機器人、智能移動載體、康復輔助設備)的核心訴求集中在高功率密度、低損耗、小體積與寬溫適配,48V電源架構已成為行業主流,對100V等級功率器件提出明確需求。芯長征針對性推出低壓MOS產品MPGS10R015AMH,精準匹配場景需求。
產品名稱:MPGS10R015AMH
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來源:芯長征
核心參數:
①核心電氣參數:漏源電壓(VDS)=100V,該參數決定器件可承受的最大電源電壓,適配具身智能設備、小型電源等低壓供電場景;
②連續漏極電流(ID)=353A,這一特性可滿足小型智能機械臂關節電機、便攜式智能設備驅動模塊等的電流需求,保障負載動作穩定;
③導通電阻(RDS(on))=1.5mΩ_max@VD=10V,低導通電阻能顯著降低電流通過時的功率損耗,減少器件發熱,既適配設備長時間運行,也能提升能量利用效率;
④封裝:TOLL,該封裝具備小體積、散熱效率較高的特點,適合智能設備中高密度的電路布局,節省PCB板空間。同時,工業級MOSFET通常工作溫度范圍為-55℃~150℃,此寬溫特性可讓器件適配戶外、工業車間等溫差較大的場景,避免溫度波動影響性能;
⑤開關特性參數:作為增強型N溝道MOSFET,其開關響應速度較快,柵極電荷(Qg)通常處于低水平區間,可快速響應柵極電壓信號變化,縮短開關延遲。該特性適配具身智能設備傳感器反饋后的快速動作調整、電源模塊高頻開關等場景,提升AIDC設備響應靈敏度;
技術亮點:
①超低導通損耗,能效優勢顯著;
②高電流承載能力,適配重載場景;
③精準閾值電壓,驅動控制更可靠;
④小體積封裝,適配高密度集成需求;
⑤適配多場景,兼容性與通用性強;
應用場景:
集中在各類具身智能載體的AIDC核心動力與電源管理模塊,具體如下:
①工業與協作機器人關節驅動;
②具身智能移動設備動力控制;
③康復與輔助類智能穿戴設備;
④邊緣端具身智能設備電源模塊;
⑤具身智能交互設備驅動電路;
客戶價值:
①降低AIDC算力研發與生產成本,減少客戶綜合投入;
a. 簡化電路與散熱設計成本;
b. 適配高密度集成,節省空間成本;
②提升AIDC算力終端設備性能,優化客戶產品體驗;
a. 保障設備長時間穩定運行;
b. 延長設備續航,適配多場景使用;
③增強產品市場競爭力,助力客戶拓展場景與收益;
a. 支撐產品差異化功能開發;
b. 適配多場景拓展,擴大客戶市場覆蓋;
④降低AIDC算力運維與售后成本,提升客戶服務口碑;
二、AIDC領域:SiCMOS適配高壓高效供電需求
AIDC算力需求持續激增,單機架功耗已從10kW級邁向150kW級,800V HVDC與固態變壓器(SST)架構成為解決傳統供電線損大、能效低的核心方案,對1200V等級高壓功率器件的低損耗、高可靠性與擴容能力提出嚴苛要求。芯長征推出兩款SiCMOS模塊,完美適配場景升級需求。
(1)產品名稱:MPFFB240M12E3
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來源:芯長征
核心參數:
①電壓參數
a. 漏源電壓(Vdss):1200V,作為寬禁帶碳化硅器件,該高壓規格可適配中大功率場景下的高壓供電系統,滿足新能源、工業電源等領域的高壓轉換需求;
b. 柵源電壓:穩態與瞬態耐壓能力優異,瞬態最大柵源電壓可達+23V和-10V;較常規器件擴大的電壓窗口提升了驅動靈活性,也降低了驅動電路設計難度;
②導通電阻參數:導通電阻(Rds(on))為4mΩ,該低導通電阻特性是其核心優勢之一。在同樣芯片面積下,搭配M1H增強型技術,能有效減少導通損耗,提升模塊效率,同時降低AIDC算力系統的散熱需求,適配高頻工作場景;
③溫度參數:
a. 過載工作結溫(Tvjop):過載工況下最高可達175℃,寬溫度適應范圍讓AIDC算力模塊能應對工業設備、新能源裝置等高強度運行時的發熱場景,減少因高溫導致的停機故障;
b. 模塊集成NTC溫度傳感器,可實時監測工作溫度,便于系統及時調整運行狀態,進一步保障器件在復雜溫度環境下的穩定工作;
④封裝與結構參數:
a. 封裝規格:采用EasyDUAL?2B封裝,部分型號采用氮化鋁陶瓷材料,模塊高度僅12.25mm,屬于同類產品中較輕薄的規格,利于AIDC設備內部緊湊布局。
b. 采用PressFIT壓接技術,不僅簡化了裝配流程,還能提升AIDC算力模塊與電路板連接的可靠性;同時模塊雜散電感極低,可減少開關過程中的電壓尖峰,保護器件并提升系統穩定性。
⑤其他關鍵特性參數
a. 依托寬禁帶(WBG)碳化硅材料,具備優異的高頻工作能力,能助力系統實現更高功率密度,減少無源元件體積;且DCB基板材料導熱性出色,可快速導出工作熱量,進一步降低散熱系統的設計成本。
b. 支持并聯使用,通過多模塊并聯可適配更大功率場景,同時能實現良好的均流表現,增強大功率系統運行時的穩定性,適配充電樁、工業變頻器等大功率設備的功率擴展需求。
技術亮點:
①基于M1H增強型技術的卓越電氣性能;
a. 低損耗且穩定的導通特性;
b. 柵極驅動安全且靈活;
c. 寬溫域穩定運行;
②優化的封裝與結構設計;
a. 低雜散電感與高可靠性裝配;
b. 高效散熱與溫度可控;
③適配大功率場景的拓展能力;
a. 支持并聯擴容且均流性好;
b. 高頻適配性提升系統集成效率;
應用場景:
作為1200V、4mΩ的碳化硅半橋模塊,憑借高壓適配、低損耗、支持并聯擴容等特性,契合AIDC(人工智能數據中心)高功率密度、高效率的供電需求,主要應用于其核心供配電環節,具體領域如下:
①高壓直流(HVDC)供電系統;
②固態變壓器(SST)核心部件;
③服務器側54V/48V配電網絡轉換器;
④大功率冗余電源模塊;
客戶價值:
AIDC設備作為適配高壓場景的碳化硅半橋模塊,契合AIDC對高功率、高效率、高穩定性的核心訴求,其客戶價值集中在降低綜合成本、提升AIDC算力部署能力、保障供電可靠等多個關鍵維度,具體如下:
①大幅壓縮AIDC設備運營與能耗成本;
②助力提升AIDC機房算力密度與空間利用率;
③強化AIDC設備供電穩定性,降低業務中斷風險;
④提升AIDC方案適配性,降低AIDC設備研發與升級成本;
(2)產品名稱:MPFFB530MK3
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來源:芯長征
核心參數:
①電氣核心參數:
電壓規格漏源極電壓(VDSS,Tvj=25°C)=1200V
柵源峰值電壓(VGSS)=-10V/20V
柵極閾值電壓(VGS(th))=3.45-5.15V
電流規格直流漏極電流(IDnom,Tvj=175°C,VGS=15V)=500A
脈沖漏極電流(IDpulse)=1000A
直流體二極管正向電流(ISD,Tvj=175°C,VGS=?5V)=160A
電阻與損耗漏源通態電阻(RDS(on),Tj=25°C)=2mΩ;
內部柵極電阻(RGint,Tvj=25°C)=0.8Ω
結-散熱器熱阻(RthJH)=0.104K/W
開關與電容特性開通延遲時間(tdon,電感負載,Tvj=25°C)=83.4ns
關斷延遲時間(tdoff,電感負載,Tvj=25°C)=22.0ns
輸入電容(Ciss,f=1MHz,Tvj=25°C)=39.7nF
輸出電容(Coss,f=1MHz,Tvj=25°C)=2.20nF
反向傳輸電容(Crss,f=1MHz,Tvj=25°C)=0.302nF
②機械與封裝參數
a. 封裝規格:采用AG-62MMHB封裝,屬于62mm系列半橋模塊,外形長度106.4mm,寬度61.4mm;
b. 其他機械特性:支持預先涂抹熱界面材料,適配標準構造技術,便于集成到各類電力電子設備的散熱和裝配體系中。
③其他關鍵參數
a. 工作結溫范圍為-40-150°C,能適配工業場景的復雜溫度環境;
b. 具備高宇宙射線抗性、卓越的柵極氧化層可靠性和高抗濕性,同時集成堅固的體二極管,適配UPS、儲能、太陽能、充電樁等工業應用場景的嚴苛工況。
技術亮點
1200V規格的CoolSiC?MOSFET半橋模塊,融合了M1H芯片技術與62mm封裝優勢,技術亮點集中在電能轉換效率、運行可靠性、適配靈活性等多個關鍵維度,具體如下:
①高效電能轉換,降低AIDC設備系統能耗與散熱壓力:
a. 低損耗與高電流密度設計;
b. 高速開關性能;
②高可靠性設計,適配復雜嚴苛工況;
a. 多重環境與工況抗性;
b. 堅固的集成體二極管;
③結構與工藝優化,提升AIDC算力適配性與量產穩定性;
a. 對稱封裝與標準工藝;
b. 靈活的裝配選項;
應用場景:
AIDC算力正朝著超高功率密度、高轉換效率的方向升級,800V高壓直流架構已成為其核心供配電趨勢。作為1200VCoolSiC?MOSFET半橋模塊,憑借低損耗、高可靠性等特性,主要應用于AIDC設備的供配電核心設備中,具體場景如下:
①固態變壓器(SST)核心部件;
②高壓直流(HVDC)電源系統;
③不間斷電源(UPS)升級適配;
④配套儲能系統功率轉換;
客戶價值:
AIDC設備憑借CoolSiC?M1H芯片技術與62mm封裝的核心優勢,適配AIDC在高壓供電、高效算力保障等場景的核心需求,能從成本控制、運營穩定性、系統升級適配等多方面為客戶創造顯著價值,具體如下:
①降低AIDC設備全生命周期成本,優化客戶投入回報:
a. 削減硬件與散熱成本;
b. 減少長期能耗與維護開支;
②保障AIDC算力持續穩定輸出,降低客戶業務風險;
③適配技術升級趨勢,提升客戶系統靈活擴展性;
④降低技術落地門檻,助力客戶快速部署應用;
三、結語:以技術實力賦能賽道升級
從具身智能設備的精準驅動到AIDC的高效供電,芯長征始終以垂直產業鏈為根基,聚焦AIDC設備場景核心需求打造功率半導體產品。依托Virtual-IDM模式的整合優勢與自主研發實力,芯長征在低壓MOS與高壓SiCMOS領域形成差異化競爭力,為兩大新興賽道提供兼具可靠性與性價比的器件解決方案。
未來,芯長征將持續深耕功率半導體技術,緊跟具身智能與AIDC產業發展趨勢,迭代優化產品性能,拓展更多AIDC設備應用場景。無論是智能機器人的靈活運動,還是AIDC算力中心的穩定供電,芯長征都將以專業的產品與服務,成為產業鏈合作伙伴的堅實支撐。歡迎關注芯長征,了解更多產品動態與技術進展,共探科技產業升級新機遇
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