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onsemi presenta una plataforma de potencia integrada para lograr una mayor densidad de potencia
El encapsulado sobre oblea de silicio integra múltiples chips y optimiza el rendimiento eléctrico, térmico y mecánico para infraestructuras de IA, vehículos eléctricos y aplicaciones industriales.
www.onsemi.com
Wafer de la plataforma Embedded Power de onsemi
onsemi ha presentado la Embedded Power Platform (EPP) con el fin de unificar la electrónica de potencia, el soporte mecánico y la disipación térmica en una arquitectura homogénea a nivel de oblea. Este enfoque de fabricación aborda las crecientes exigencias de suministro eléctrico en centros de cálculo de inteligencia artificial, sistemas de propulsión de vehículos eléctricos y equipos de automatización industrial.
Integración a nivel de oblea y reducción de la inductancia parásita
El encapsulado tradicional de electrónica de potencia emplea un flujo de diseño secuencial en el que chips discretos de semiconductores de potencia se unen a sustratos cerámicos, se interconectan mediante soldadura por hilo (wire bonding) a terminales externos y se recubren con compuestos plásticos de moldeo. Este método de ensamblaje mecánico genera inductancias parásitas de bucle que restringen las frecuencias de conmutación y crea interfaces térmicas con una resistencia térmica elevada.
La Embedded Power Platform transforma la oblea de silicio de 300 mm (12 pulgadas) en la base funcional del propio encapsulado. En una línea de fabricación en sala blanca, se integran chips semiconductores heterogéneos —que incluyen silicio, carburo de silicio (SiC) y nitruro de galio (GaN)— junto con controladores de puerta (gate drivers) y circuitos de control. Capas planas de redistribución de cobre (RDL) a nivel de oblea y vías conductoras verticales sustituyen a las uniones convencionales por hilo. Dicha configuración acorta los trayectos de corriente, minimiza la inductancia de bucle y posibilita una conmutación estable a alta frecuencia con menores pérdidas por conmutación.
Primeras implementaciones en automoción y centros de datos
En la distribución eléctrica de centros de datos, el incremento en la densidad de los racks de servidores exige que los sistemas de alimentación ocupen un espacio mínimo mientras disipan el calor de forma eficiente. En una evaluación preliminar en un disyuntor de estado sólido sobre esta plataforma, el encapsulado integrado consiguió una reducción cercana al 50 % en volumen físico y operó un 20 % más frío en comparación con los montajes discretos existentes.
En el ámbito de la movilidad eléctrica, los inversores de tracción vehicular basados en esta arquitectura alcanzan hasta cuatro veces más densidad de potencia y una reducción del 15 % en pérdidas de potencia eléctrica frente a los módulos de potencia convencionales con unión por hilo. La arquitectura unificada admite etapas de potencia escalables en diferentes segmentos de vehículos, lo que permite a los fabricantes de equipos originales (OEM) reutilizar los diseños de los inversores. Subaru Corporation ha establecido una colaboración tecnológica preliminar con onsemi para evaluar la plataforma, empleando modelos de simulación y las primeras muestras de ingeniería a fin de analizar su integración en el tren motriz.
Chip de la plataforma Embedded Power de onsemi
Contexto adicional:
Esta sección detalla especificaciones técnicas y análisis comparativos frente a la competencia que no figuraban en el comunicado original del producto.
Dentro del mercado de encapsulado de semiconductores de alta potencia, esta arquitectura compite con métodos de encapsulado de chips embebidos discretos y conceptos avanzados de módulos de potencia, incluidas las tecnologías de integración en placas de circuito impreso (PCB) desarrolladas por AT&S y Schweizer Electronic, así como los módulos de potencia sobre sustrato de interconexión moldeado (MIS) de proveedores como Infineon Technologies y STMicroelectronics.
Una distinción técnica fundamental reside en el tipo de sustrato y el método de fabricación de las interconexiones. Las soluciones industriales de potencia integrada recurren por lo general a laminados orgánicos de resina FR-4 o bismaleimida-triazina (BT), en los que los chips se alojan en cavidades taladradas dentro de núcleos de PCB multicapa. Aunque la integración en sustratos orgánicos disminuye la inductancia de bucle respecto a los hilos de unión, sigue estando limitada por la conductividad térmica de los preimpregnados orgánicos (habitualmente inferior a 1 a 3 W/m·K) y por las reglas de diseño de PCB, cuyas pistas y separaciones se miden en decenas de micrómetros.
Por contra, el uso de una oblea de silicio monocristalino de 300 mm aprovecha la conductividad térmica intrínseca del silicio masivo (aproximadamente 148 W/m·K a temperatura ambiente), operando directamente como una capa integrada de disipación de calor y prescindiendo de materiales gruesos de interfaz térmica. Además, las capas de redistribución de película delgada de cobre con calidad de semiconductor logran resoluciones de pista y espacio inferiores a 5 micrómetros. Este enrutamiento litográfico a microescala permite bucles controlador-puerta estrechamente acoplados con inductancias de bucle inferiores a un nanohenrio. Una inductancia tan reducida es indispensable para suprimir sobretensiones transitorias y falsos encendidos en interruptores ultra-rápidos de banda prohibida ancha de GaN y SiC durante transitorios con pendientes superiores a 100 V/ns.
Editado por Natania Lyngdoh, editora de Induportals, con asistencia de IA.
www.onsemi.com
onsemi ha presentado la Embedded Power Platform (EPP) con el fin de unificar la electrónica de potencia, el soporte mecánico y la disipación térmica en una arquitectura homogénea a nivel de oblea. Este enfoque de fabricación aborda las crecientes exigencias de suministro eléctrico en centros de cálculo de inteligencia artificial, sistemas de propulsión de vehículos eléctricos y equipos de automatización industrial.
Integración a nivel de oblea y reducción de la inductancia parásita
El encapsulado tradicional de electrónica de potencia emplea un flujo de diseño secuencial en el que chips discretos de semiconductores de potencia se unen a sustratos cerámicos, se interconectan mediante soldadura por hilo (wire bonding) a terminales externos y se recubren con compuestos plásticos de moldeo. Este método de ensamblaje mecánico genera inductancias parásitas de bucle que restringen las frecuencias de conmutación y crea interfaces térmicas con una resistencia térmica elevada.
La Embedded Power Platform transforma la oblea de silicio de 300 mm (12 pulgadas) en la base funcional del propio encapsulado. En una línea de fabricación en sala blanca, se integran chips semiconductores heterogéneos —que incluyen silicio, carburo de silicio (SiC) y nitruro de galio (GaN)— junto con controladores de puerta (gate drivers) y circuitos de control. Capas planas de redistribución de cobre (RDL) a nivel de oblea y vías conductoras verticales sustituyen a las uniones convencionales por hilo. Dicha configuración acorta los trayectos de corriente, minimiza la inductancia de bucle y posibilita una conmutación estable a alta frecuencia con menores pérdidas por conmutación.
Primeras implementaciones en automoción y centros de datos
En la distribución eléctrica de centros de datos, el incremento en la densidad de los racks de servidores exige que los sistemas de alimentación ocupen un espacio mínimo mientras disipan el calor de forma eficiente. En una evaluación preliminar en un disyuntor de estado sólido sobre esta plataforma, el encapsulado integrado consiguió una reducción cercana al 50 % en volumen físico y operó un 20 % más frío en comparación con los montajes discretos existentes.
En el ámbito de la movilidad eléctrica, los inversores de tracción vehicular basados en esta arquitectura alcanzan hasta cuatro veces más densidad de potencia y una reducción del 15 % en pérdidas de potencia eléctrica frente a los módulos de potencia convencionales con unión por hilo. La arquitectura unificada admite etapas de potencia escalables en diferentes segmentos de vehículos, lo que permite a los fabricantes de equipos originales (OEM) reutilizar los diseños de los inversores. Subaru Corporation ha establecido una colaboración tecnológica preliminar con onsemi para evaluar la plataforma, empleando modelos de simulación y las primeras muestras de ingeniería a fin de analizar su integración en el tren motriz.
Chip de la plataforma Embedded Power de onsemi
Contexto adicional:
Esta sección detalla especificaciones técnicas y análisis comparativos frente a la competencia que no figuraban en el comunicado original del producto.
Dentro del mercado de encapsulado de semiconductores de alta potencia, esta arquitectura compite con métodos de encapsulado de chips embebidos discretos y conceptos avanzados de módulos de potencia, incluidas las tecnologías de integración en placas de circuito impreso (PCB) desarrolladas por AT&S y Schweizer Electronic, así como los módulos de potencia sobre sustrato de interconexión moldeado (MIS) de proveedores como Infineon Technologies y STMicroelectronics.
Una distinción técnica fundamental reside en el tipo de sustrato y el método de fabricación de las interconexiones. Las soluciones industriales de potencia integrada recurren por lo general a laminados orgánicos de resina FR-4 o bismaleimida-triazina (BT), en los que los chips se alojan en cavidades taladradas dentro de núcleos de PCB multicapa. Aunque la integración en sustratos orgánicos disminuye la inductancia de bucle respecto a los hilos de unión, sigue estando limitada por la conductividad térmica de los preimpregnados orgánicos (habitualmente inferior a 1 a 3 W/m·K) y por las reglas de diseño de PCB, cuyas pistas y separaciones se miden en decenas de micrómetros.
Por contra, el uso de una oblea de silicio monocristalino de 300 mm aprovecha la conductividad térmica intrínseca del silicio masivo (aproximadamente 148 W/m·K a temperatura ambiente), operando directamente como una capa integrada de disipación de calor y prescindiendo de materiales gruesos de interfaz térmica. Además, las capas de redistribución de película delgada de cobre con calidad de semiconductor logran resoluciones de pista y espacio inferiores a 5 micrómetros. Este enrutamiento litográfico a microescala permite bucles controlador-puerta estrechamente acoplados con inductancias de bucle inferiores a un nanohenrio. Una inductancia tan reducida es indispensable para suprimir sobretensiones transitorias y falsos encendidos en interruptores ultra-rápidos de banda prohibida ancha de GaN y SiC durante transitorios con pendientes superiores a 100 V/ns.
Editado por Natania Lyngdoh, editora de Induportals, con asistencia de IA.
www.onsemi.com
