大電流與高功率密度

Vicor 電源模組封裝發展的每一步都採用了新材料、有源及無源組件，而且最值得一提的是，基於更高開關頻率對磁性結構進行了改進。更高頻率主要通過改進 Vicor 專有控制 ASIC 中綜合的拓撲和控制系統來實現的。近期推出的這些 ASIC 的第 4 代（Gen4）產品已分別實現 10kW/in³ 和 2A/mm² 的功率密度和電流密度，帶來了全新系列的 AC、DC 高功率前端轉換器和負載點（PoL）電流倍增器。 這些最新一代模組化電源解決方案正在改變大量產業架構和設計供電網路（PDN）的方式。

散熱良好的封裝

在電源模組內的多層電路板上放置組件的設計複雜。 需要特殊資料實現最佳熱傳導，以便在緊湊封裝的空間內控制大電流和高電壓的流動，同時最大限度降低功耗。在裝配平面磁性組件時電路板的作用也至關重要，因為這可能是主要的功耗源。

多年來，電源模組開發領域經歷了了重大的創新。2015 年，Vicor 推出了最新 ChiP™ 封裝，支持組件雙面放置，提高了功率密度。ChiP 實現了雙面散熱，可最大限度提高效能和功率額定值。 兩年後，鍍銅 ChiP 的推出，進一步提升了ChiP封裝技術，採用纏繞式銅套顯著簡化了熱管理。

Vicor 高電壓、高功率固定比率轉換器充分利用散熱良好的 ChiP 封裝，通過基座貼裝和通孔電路板貼兩種裝封選項，為 800V 至 400V 的雙向轉換提供高達 50kW 的陣列，同時效率高達 98.8%。

集成型磁性組件

材料科學在提高電源封裝效能方面發揮著巨大作用，特別是在開關頻率為多兆赫的時候。在電源模組的幾個磁性組件中，一部分與主電源開關的柵極驅動器電路有關，屬於超小型低功耗裝配件。柵極驅動器變壓器在最大限度降低柵極驅動器損耗過程中發揮著重要作用，多年來在不斷地研究中得到了優化。

轉換器或穩壓器的主蓄能鐵芯在模組的整體效能中發揮著重要作用，而且這也是功耗的主要源頭之一。不斷優化鐵芯、鐵芯繞組和 PCB 材料成分，提高開關頻率和功率級並降低輸出電阻，不僅可降低功耗，而且還可提高效率。 通過把蓄能電感器或變壓器集成到電源模組內並最大限度提高其效能，不僅將電源系統設計人員從難度大、耗時長的電源轉換器磁性組件的優化中解放出來，而且還能縮小電源系統的整體空間占用。Vicor 一個能獲得所有這些重要設計要素的電源模組系列是電流倍增器，現主要為高性能計算應用中的一些最高級 GPU 和 AI 處理器供電。Vicor VTM™、 MCM™ 和 GCM™ 不僅能提供超過 1000 安培的電流，同時還能直接把 48V 轉換成 1V 以下的電壓。 這些器件中集成的平面磁性組件經過 20 多年的優化，電流倍增器現在能達到 2A/mm² 的電流密度，其在不久的將來還將得到進一步提升。

世界各地的大批量承包製造商（CM）都使用表面貼裝回流焊。Vicor 最新 SM-ChiP 是一款電鍍覆蓋壓模封裝，旨在滿足印刷電路板錶貼封裝附件需求，與 CM 製造技術和設備相容。 通過焊接（連接）端到分佈於模組四周的城堡型電鍍引脚及接續的封裝主體電鍍表層，來實現電力和散熱連接。SM-ChiP 封裝相容鉛錫和無鉛焊料合金，以及水溶性和免洗助焊劑。此外，他們能被拾取貼裝到 PCB 上。此外，Vicor 還提供詳細的 SM ChiP™ 回流焊建議，以確保成功實施。

電源模組的大批量自動化生產

Vicor 最初的 VI Chip 封裝也是一種覆蓋壓模封裝，但製造使用的是單個空腔構造。相比之下，最新 ChiP™ 從標準尺寸面板切割而成，能充分利用模組內 PCB 的雙面安裝有源及無源組件。

這種封裝的熱管理需要雙側散熱，才能最大限度提高效能和功率密度。從面板製造切割 ChiP 與從晶圓製造切割矽晶片的方法類似，無論模組功率、電流或電壓水准怎樣，ChiP 都是從相同尺寸的面板切割而來，實現了精簡的、大批量和高度擴充的生產操作。

結論

Vicor 始終處於提供高性能模組化供電網路（PDN）的最前沿，不斷推動包括供電架構、控制系統、拓撲和封裝在內的四項技術的發展。對於客戶在高性能計算、電動汽車、衛星通訊和工業應用領域的高級系統開發，這四大技術都是實現其所需效能的關鍵。 然而，電源模組封裝彙集了所有創新元素，是材料科學和大量獨創技術令關鍵的密度和效率性能指標得以實現。