2月18日,中国科学技术大学程林教授课题组在国际固态电路会议上,提出一种新型隔离电源芯片设计方案。他们提出的架构通过在单个玻璃衬底上利用三层再布线层,实现高性能微型变压器的绕制,并完成与发射和接收芯片的互联,有效地提高了芯片转换效率和功率密度,为今后隔离电源芯片的设计提供了一个新的解决方案。

隔离电源芯片对于保证系统安全和可靠性至关重要。程林教授课题组利用先进的玻璃扇出型晶圆级封装技术,将接收和发射芯片通过封装上可再布线层制成的微型变压器进行互联封装,不需要额外的变压器芯片,克服了现有芯片设计中需要3颗甚至4颗芯片的缺点,大大提高了隔离电源转换效率和功率密度。此外,该研究还提出一种采用了可变电容的功率管栅极电压控制技术,实现了在更宽电源电压范围下,控制栅极峰值电压使其保持在最佳安全电压范围,而无需采用特殊厚栅氧工艺的功率管,实现更高的效率并降低成本。

测试结果表明,该隔离电源芯片实现46.5%的峰值转换效率和最大1.25瓦的输出功率,最终封装尺寸仅有5毫米×5毫米,在目前所报道的无磁芯隔离电源芯片中效率和功率密度均为最高。

国际固态电路会议创建于1953年,是国际上最尖端芯片技术发表之地,每年大约有200篇论文入选。由于国际固态电路会议在学术和产业界受到极大关注,也被称为集成电路设计领域的“奥林匹克大会”。程林教授课题组的相关成果以论文形式在该会议上发表,并进行演示。这是中国科大首次以第一作者单位在该会议上发表论文。