2024国际消费电子展（CES）上，人工智能（AI）占据了绝对的C位，高性能计算受到了广泛关注。许多参展商展示了基于AI的高性能计算解决方案，这些方案能够为各种应用场景提供强大的计算支持，如自动驾驶、智能制造、医疗健康等。这些解决方案不仅推动了AI技术的快速发展，也为高性能计算领域带来了新的发展机遇。

随着AI技术驱动的ChatGPT等应用的高速发展，市场对数据处理与算力的需求越来越大，对数据中心的需求也在不断增加。不过，由于目前大多数AI芯片及CPU对算力要求极高，而算力性能又受制于主芯片功率系统的动态响应，因此，现代功率系统迫切需要高效且设计紧凑的稳压器。
 

为应对这一挑战，英飞凌推出了TDA388xx系列产品——12A和20A同步降压稳压器。这些产品采用快速恒定导通时间（COT）控制模式优化了性能，可确保快速瞬态响应，能够保持良好的线路和负载稳压，并最大程度地减少无源元件的数量，简化了稳压器设计，节省电路板空间，显著减小了系统尺寸。

日前，英飞凌科技大中华区电源与传感系统事业部的专家对上述新产品的设计架构、工作原理、技术优势和应用场景等进行了深入解读。

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多管齐下创新战略引领功率市场

英飞凌是全球汽车、电源管理、节能技术和物联网（IoT）领域的领导厂商，在汽车和功率市场排名第一，微控制器排名第五。作为无可争议的功率系统领导者，英飞凌掌握所有三种关键半导体材料和可靠的多来源供应，同时拥有世界规模的晶圆厂，对应用有深刻的理解，凭借软件加算法、专业的封装知识和混合能力为用户提供一流的产品和解决方案。

掌握所有三种关键材料

英飞凌科技大中华区电源与传感系统事业部应用管理经理董唯一介绍说，英飞凌的制造战略是立足于内部生产，实现大规模差异化的性能和质量，以领先的制造技术和卓越的工艺赢得战略优势，获得成本和/或性能方面的差异化潜力。

董唯一

在功率半导体制造方面，英飞凌既有硅技术，也有WBG（宽带隙）技术和BCD（双极性CMOS-DMOS）工艺；先进封装涵盖多芯片嵌入、模块和磁性元件集成；系统架构则有新型48V/12V拓扑、磁性元件、垂直功率输送及可扩展架构；智能控制与软件包括超瞬态数字、控制器、热插拔/电子熔丝、负载点（POL）等。基于这些技术，英飞凌可以提供硅二极管、MOSFET、IGBT、驱动器和控制器；碳化硅二极管和MOSFET；氮化镓HEMT和驱动器。

创新战略助力未来计算

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推动功率密度提升助力未来计算

董唯一认为，不论是AI，还是GPU、DPU，对功率密度的要求今非昔比，增长速率非常快。例如，两三年前用于推理预算的加速卡都是一些PCI-E形式为主，近一两年内，随着AI概念爆火，训练大模型成为主流，整个OAM（OCP加速器模块）出货量爆增。英伟达OAM卡的尺寸只有半张A4纸大小，但功率可以达到700W以上，这就要求功率密度也呈指数级增长，其支撑就是电源IC。

她说，英飞凌的先进技术和解决方案正在推动功率密度呈指数级增长，持续满足高性能计算系统的需求，为AI训练和ML（机器学习）系统提供DC-DC功率转换密度和性能。英飞凌的电源IC对功率密度增长的支撑主要体现在以下四个方面：

一是代际演进，未来电源产品将走向碳化硅、氮化镓技术，PSU已经有这方面的产品。

二是英飞凌拥有非常先进的封装工艺，已应用于最新一代产品中。未来英飞凌还会开发一些集成电感的产品，以进一步缩小芯片面积，给客户电路板或产品留有更大的空间和更高的功率密度。

三是英飞凌的系统级架构不仅是12V电源到GPU，还有48V解决方案。英飞凌也在基于对数据中心、AI系统级的了解做垂直供电的产品，以有效支撑PSU和AC-DC。

除了电源产品外，英飞凌还有电源保护、DC-DC电源等，有助于推动数据中心电源走向数字化、低碳化。

据统计，目前，英飞凌的60多个DC-DC半导体组件面积已达服务器GPU板的1.5倍，通过GPU的数字电源管理实现了一流的功率密度和质量。除了下面介绍的POL，还有传统的数字控制器和Power Stage，这些产品对系统效率和主芯片性能的影响极大。要发挥AI芯片最高的功效，电源功不可没。

DC-DC半导体组件为服务器GPU板的1.5倍

以集成POL产品为例，英飞凌在德国、奥地利、马来西亚、中国完成前端（FE）工艺/晶圆厂的垂直集成，2家后端（BE）工厂大批量生产POL，为关键产品提供充足的缓冲库存。

谈到集成POL策略，她表示：“小电流的12A、20A产品采用单晶圆技术，以满足市场对性价比的要求；25A和40A产品会采用之前的工艺，将芯片推向更高效、更高性能的方向。产品将采用COT技术，更方便客户简化设计流程。”

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坚固、可靠和高性能POL稳压器

英飞凌科技大中华区电源与传感系统事业部高级主任工程师吴炼表示，AI、服务器、数据通信、电信和存储市场需要高效且设计紧凑的稳压器，所需的功能包括轻载效率、简单性、易于设计、布局紧凑及数字遥测。这次推出的12A和20A同步降压稳压器系列TDA388xx恰恰可以满足这些要求。

吴炼

他表示：“12A和20A POL系列产品最重要的特征之一是采用了英飞凌的Fast COT引擎，因此其架构更符合服务器、AI、GPU、通信等方面的需求。”

英飞凌开发该系列产品的动因有两个：一是由于前两年的缺芯潮，因为每家的产品不同，会给供应链带来很大风险。英飞凌希望用通用的产品给客户更大的选择余地。

二是在为主芯片供电的数字控制器和Power Stage方面，英飞凌的产品市场占有率非常高。其POL产品更加适合系统应用，可以给客户提供更稳定、更可靠的整体系统级解决方案。

吴炼说：“我们的目标应用非常明确，数据中心方面服务器、AI、有线网、交换机等，还有5G、无线应用；存储类服务器，也是新产品系列的主要应用。”

据介绍，TDA388xx是适用于DC-DC POL应用的完全集成的12A和20A同步降压稳压器系列模块。它采用快速恒定导通时间（COT）控制模式优化了性能，无需补偿即可实现轻载效率。这种方法可确保快速瞬态响应，最大程度地减少无源元件数量并节省电路板空间。

所谓恒定导通时间是指电子元器件中输入信号的电压达到某个临界值时导通器件的时间。COT是一个非常重要的参数，对电子元器件在开关过程中的速度和稳定性至关重要。

TDA388xx系列同步降压稳压器

作为一种模拟电源模块，TDA388xx采用适合各种应用的通用性设计，具有高度灵活性，易于实现设计，并提供可供选择的开关频率和软启动功能。由于具备可编程电流限制能力，这些产品可以实现精准的控制，且支持固定频率连续导通模式（FCCM）和不连续导通模式（DCM）；还可通过外部基准输入实现电压追踪，这有助于满足不同的功率系统要求。

该系列产品可实现更高功率密度，同时最小化寄生参数；集成的电感器和电容器减少了外部组件，可节省80%的PCB面积，减少了BOM；利用PMBus和SVID电压模式，可以实现数字控制、数字遥测和恒定FSW（开关频率）操作。

安全性也是TDA388xx产品系列的关键特性之一，其内置多种保护功能，包括预偏压启动和热补偿电流限制以及过压保护（OVP）和欠压保护（UVP）等，即使在故障情况下也能确保系统安全。为了提高安全性，TDA388xx产品系列还加入了热关断功能。

该产品系列采用符合RoHS标准QFN-21（3mm×4mm）封装，能够在-40℃至125℃的温度范围内有效工作。

凭借上述特性，在功率系统适应性、效率和设计紧凑性方面TDA388xx都实现了重大飞跃，特别适用于要求严苛的功率系统环境。

TDA388xx系列产品包括四款降压稳压器（TDA38812、TDA38813、TDA38825和TDA38826），均具有独一无二的内部补偿功能，不仅提高了易用性，还减少了对外部半导体组件的需求。

12A、20A POL产品系列特性

TDA388xx是针对智能企业系统高密度的高效集成的POL解决方案，能够在4.0V至16V的宽输入电压范围内稳定工作，并且可以通过外部偏置电源进一步扩展在各种DC-DC应用场景中的应用范围。

这些高性能的POL稳压器是具有全面保护功能的强大、可靠的稳压解决方案，广泛应用于服务器、AI、数据通信（交换机/路由器）、网络接口卡（NIC）、电信基站、企业级存储（NAS、SAN、DAS）、路由器和交换机和嵌入式计算。

英飞凌还提供现成的参考设计和在线仿真器，以简化稳压轨的设计工作；不同的控制拓扑结构可满足不同应用的特定要求。

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总结

AI和GPU、DPU的快速发展对功率密度的要求越来越高，英飞凌以其先进技术和解决方案推动着功率密度呈指数级增长，满足高性能计算系统的需求。

新推出TDA388xx是采用FAST COT引擎的高性能模拟POL稳压器，支持服务器、AI、存储、数据通信、电信等目标应用。FAST COT提供了改进的瞬态响应，易于设计和调整；内部补偿最大限度地减少了外部组件，使系统设计更小。

英飞凌的产品采用市场通用的封装技术，质量和可靠性有口皆碑。TDA388xx也是如此，BOM与竞争产品相仿。数字控制器、功率级一起提供给客户的整体解决方案有助于满足客户未来计算对功率密度呈指数级增长的迫切需求。