Wolfspeed:通过碳化硅 TOLL 封装开拓人工智能计算的前沿

日期:2023-11-20 阅读:277
核心提示:近些年来,人工智能(AI)的蓬勃发展推动了芯片组技术的新进步。与传统 CPU 相比,现在的芯片组功能更强大,运行更高效,但功率

近些年来,人工智能(AI)的蓬勃发展推动了芯片组技术的新进步。与传统 CPU 相比,现在的芯片组功能更强大,运行更高效,但功率消耗也更高。功率消耗的急剧攀升为系统设计人员带来了难题,他们正在努力设计既能在更小的空间内提供更大功率,又能保证效率和可靠性的电源。

Wolfspeed 的新型 C3M0025065L 25 mΩ 碳化硅 MOSFET(图 1)为现代服务器电源面临的功率消耗难题提供了理想的解决方案。

图 1:C3M0025065L 的封装背面有一块很大的金属片,并设计有单独的驱动器源极引脚(来源:Wolfspeed)

C3M0025065L 采用符合 JEDEC 标准的 TO 无引线(TOLL)封装,与采用诸如 D2PAK 等封装的同类表面贴装器件(SMD)相比,其尺寸小 25%,高度低 50%。更小的尺寸可以使热阻最多降低 20%,从而为整个系统带来成本、空间和重量优势。此外,TOLL 封装的电感比诸如 D2PAK 等其他 SMD 更低,如图 2 所示,该封装的背面有一块更大的金属片,因此焊接到 PCB 上可以更好地散热。

图 2:TOLL 与 D2PAK 的金属片面积尺寸对比(来源:Wolfspeed)

表 1 展示了人工智能芯片组如何会产生数百瓦的功率消耗,以及如何将功率提供要求提高到超过 3.5 kW。此外,这些电源需要符合 Titanium 80+ 标准,该标准要求电源使用的输入不论是 230 VAC 还是 115 VAC,在负载为 50% 和 100% 时的最低效率分别应达到 92% 和 90%。

使用 C3M0025065L,设计人员可以运用图腾柱 PFC 实现 0.95 的最低功率因数,并符合 Titanium 80+ 标准。该拓扑结构在推挽配置中使用两个开关,凭借零反向恢复电流、低封装电感以及更宽的输入电压范围能提供高效率和低 EMI。

表 1:顶尖人工智能 GPU 的功率消耗不断攀升

Wolfspeed 采用 TOLL 封装的碳化硅 MOSFET 产品组合丰富,能提供优异的散热,极大简化了热管理,即便在严苛的条件下也是如此。节省空间的 TOLL 封装可实现更为紧凑和精简的设计,是 Wolfspeed 继续突破碳化硅器件现场工作超 10 万亿小时(并在不断增加)记录的最新器件之一。

(来源:Wolfspeed

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