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今年2月，一項題為《功率轉(zhuǎn)換電路與電子設(shè)備》的專利（CN202211387831X）獲得授權(quán)，其共同專利權(quán)人為廣東希荻微電子股份有限公司（下稱“希荻微”）和普林斯頓大學(xué)。
作為中國領(lǐng)先的模擬芯片廠商之一，希荻微一直以來重視技術(shù)創(chuàng)新和研發(fā)投入，不斷探索和開發(fā)新技術(shù)、新產(chǎn)品，以滿足市場和客戶需求。在內(nèi)部自研新產(chǎn)品和新應(yīng)用的基礎(chǔ)上，希荻微還著力開展校企合作預(yù)研面向未來的新技術(shù)，合作伙伴遍布全球各地，包括頂尖的研究型大學(xué)和知名的科研機構(gòu)。通過校企合作，希荻微能夠獲得更多的研究資源和前沿的技術(shù)知識，以拓展技術(shù)研究的廣度和深度，與高校攜手共同解決行業(yè)難題，加速新技術(shù)的推廣和應(yīng)用，從而進一步提升企業(yè)的核心競爭力。
圖一.專利證書
普林斯頓大學(xué)（Princeton University）是一所著名的私立研究型大學(xué)，美國常春藤盟校，被公認(rèn)為是全球頂尖的大學(xué)之一。作為全球知名的研究型大學(xué)，具有卓越的學(xué)術(shù)水平和豐富的研究資源。其電力電子研究中心一直是該領(lǐng)域的領(lǐng)先者之一。
- 合作背景
隨著人工智能和云計算等應(yīng)用的普及，對數(shù)據(jù)中心服務(wù)器算力的要求隨之顯著提高，而隨著摩爾定律的放緩，基于芯粒（chiplet）架構(gòu)的處理器逐漸成為主流。芯粒技術(shù)是將一個處理器拆分成多個獨立的芯粒，每個芯粒都有自己的功能單元和通信接口，并可以采用不同的半導(dǎo)體制程，這些芯?？梢越M合在一起形成一個更強大的系統(tǒng)。芯粒技術(shù)可以提高處理器的集成度、降低制造成本、加速設(shè)計周期，并且有助于提高性能和降低功耗。然而由于不同的芯粒有不同的電壓需求，因此需要提供多個電源域，以確保由芯粒系統(tǒng)工作的穩(wěn)定和可靠性。但是為了實現(xiàn)多個電源域，需要在處理器附近布置多個供電系統(tǒng)，這樣的架構(gòu)無論是從成本和面積的角度都不具備擴展性，以至于芯粒架構(gòu)的供電逐漸成為高性能處理器發(fā)展的瓶頸。
圖二.專利電路架構(gòu)圖
- 合作方向與成果
希荻微與普林斯頓的合作項目致力于研究下一代芯粒架構(gòu)處理器的多輸出混合型供電架構(gòu)。兩方的研究人員共同發(fā)明了一種基于混合型電荷泵電路的兩級多輸出供電架構(gòu)。其中，電荷泵輸入級以很高的效率將高壓（如48V）輸入轉(zhuǎn)換為多個錯相的脈沖，并通過多個電壓軌和電感元件同時耦接到多個電荷泵輸出級以為芯粒架構(gòu)處理器的多個電壓域分別供電。這樣的架構(gòu)顯著地簡化了供電電路，并為供電電路與處理器封裝的進一步集成提供了一條新的路徑。
該項目的階段性成果在今年二月初在美國奧蘭多舉行的國際電氣電子工程師協(xié)會電子封裝學(xué)會（IEEE-EPS）的3D-PEIM會議上發(fā)表并獲得會議最佳論文獎【1】。至此，希荻微校企合作已初見成效，在未來我們將持續(xù)深耕技術(shù)領(lǐng)域，為新產(chǎn)品研發(fā)增添源源不斷的“芯”動力！
圖三.采用該專利技術(shù)的三維封裝示意圖*
【1】＊M. Liao, et al., "Power Systems on Chiplet: Inductor-Linked Multi-Output Switched-Capacitor Multi-Rail Power Delivery on Chiplets,"?2023 Fourth International Symposium on 3D Power Electronics Integration and Manufacturing (3D-PEIM), Miami, FL, USA, 2023, pp. 1-7, doi: 10.1109/3D-PEIM55914.2023.10052630.
