從HDBrick系列到如今的ChiP(Converter housed in Package)平臺功率器件模塊,Vicor一直在不斷創新，為電力系統工程師提供更高性能的解決方案。這些創新是對推進四大基本技術支柱的堅定關注的結果:電力輸送架構、控制系統、拓撲和打包。

其中，第四大支柱——功率模塊封裝，自Vicor成立以來一直是他們的差異化產品。有幾個屬性可以實現高性能的功率模塊封裝，而Vicor在每一個屬性上都始終領先于行業:

高功率和電流密度

熱熟練度

集成磁性

與大容量PCB組裝技術的兼容性

自動化和可擴展的大容量制造

高電流、高功率密度

Vicor電源模塊封裝開發的每一環節都利用了新材料、有源和無源元件，最顯著的是基于更高開關頻率的磁結構改進。更高的頻率是通過集成在Vicor專有控制ASIC中的拓撲和控制系統實現的。最近發布的第四代使功率密度和電流密度分別達到10kW/in3和2A/mm2，這是一個全新的交流和直流高功率前端變換器和點負載(PoL)電流倍增器系列。這些新一代模塊化電源解決方案正在正在改變電力傳輸網絡(PDNs)的架構和設計方式。

Thermally?adept（熱內能）封裝

放置元件的電源模塊內的多層電路板設計復雜。它們需要特殊材料來實現最佳的熱傳導，并在緊湊的空間中控制高電流和高電壓的流動，同時將功率損耗降至最低。電路板在平面磁體的組裝中也起著關鍵作用，這可能是主要的功率損失來源。

多年來，在電源模塊開發領域發生了重大的創新。2015年，Vicor推出了一種全新的Chip?封裝，該封裝通過完全雙面元件放置提高了功率密度。它從芯片的兩側提供熱量提取，最大限度地提高性能和額定功率。兩年后，鍍銅芯片的引入進一步提升了Chip封裝，通過一種繞銅外殼的方式大大簡化了散熱管理。

至此，ChiP 封裝式轉換器平臺受到多方好評。Vicor的ChiP平臺是新一代可擴容的電源模塊，并且是業內的新典范。憑借在高密度互連（HDI）襯底，集成先進的磁性結構、功率半導體器件和控制ASIC，ChiP具備卓越的熱管理能力，支持前所未有的功率密度。客戶能夠快速地實現低成本的電源系統解決方案，以及以前所無法實現的系統尺寸，重量和效率。這些ChiP元件，體現了模塊化電源系統設計方法，設計人員利用ChiP作為基本構件，設計一個高效能，符合成本效益的交流或直流源電源系統。

此外，高電壓高功率變換器利用熱內能ChiP封裝，利用機箱安裝和通孔板安裝封裝選項，實現高達50kW的800V到400V雙向轉換，效率高達98.8%。

集成磁學

材料科學在提高功率封裝性能方面發揮著重要作用，特別是在多MHz水平下切換時。在電源模塊中的幾個磁性元件中，有一些與主電源開關的柵驅動電路有關，它們是非常小、低功率的組件。柵驅動變壓器在減少柵驅動損耗方面發揮著重要作用，并經過多年的優化和循環學習。

變頻器或調節器的主儲能芯在整體的模態性能中起著關鍵作用，它可能是功率損失的主要來源之一。對于更高的開關頻率、更高的功率電平和更低的輸出電阻，Vicor不斷優化繞組和PCB材料，以減小功率損耗并提高效率。

通過將儲能電感或變壓器集成到電源模塊中，并將其性能最大化，電力設計人員就不必再進行通常困難且耗時的優化電力轉換磁體的過程，從而可以減少整個電力系統的占用。Vicor電源模塊系列中，所有這些關鍵設計元素都被囊括其中的是當前倍增器(current multiplier)中，它目前為一些最先進的GPU和AI處理器提供高性能計算應用。Vicor VTM、MCM和GCM能夠輸出超過1000安培的電流，同時可以直接將48V轉換為sub - 1V電平。這些裝置中的集成平面磁體經過20年的優化，電流倍增器現在達到了2A/mm2的電流密度水平，并計劃在不久的將來進一步改進。

與高容量PCB組裝技術的兼容性

表面貼裝回流焊是世界上所有高產量合同制造商(CM)普遍使用的焊接方法。Vicor全新SM芯片是一種鍍覆模壓封裝，用于印刷電路板的表面安裝附件，并與CM制造技術和設備兼容。封裝的電性和熱性通過焊接連接到模塊周邊的鍍層鑄件端子和主封裝的連續鍍層表面形成。SM芯片與錫鉛和無鉛釬料合金以及水溶性和不清潔的助焊劑化學品兼容;它們也可以被放置在PCB上。該封裝還被設計為能夠承受多面PCB組件的多次回流。Vicor還提供了詳細的SM - ChiP?回流焊建議，以確保成功實施。

大批量自動化電源模塊制造

最初的Vicor VI Chip?封裝也是一種模壓封裝，但使用單個腔結構制造。相比之下，Chip?是由標準尺寸的面板制作和切割而成，并充分利用了模塊內部PCB的兩面，用于有源和無源組件。

封裝的熱管理需要雙面冷卻，以最大限度地提高性能和功率密度。從面板上制造和切割芯片的方式與從硅片上制造和切割芯片的方式非常相似，但無論模塊的功率水平、電流水平或電壓水平如何，芯片都是從相同尺寸的面板上切割出來的，這使得制造操作更加流暢、高效、可擴展。

結論

Vicor將繼續走在提供模塊化高性能電力輸送網絡(PDN)的前沿的道路上，持續推進電力輸送架構、控制系統、拓撲結構和封裝這四大技術支柱。在高性能計算、電動化車輛、衛星通信和工業應用領域，每個支柱對于實現客戶對先進系統開發的性能要求都至關重要。然而，電源模塊封裝是所有創新元素匯聚的地方，材料科學和大量的獨創性技術，使得密度和效率等關鍵性能指標得以實現。

Vicor以前的重點市場在軍工領域，現在Vicor正在向電動汽車/混合動力汽車（新能源汽車）、通信和計算以及工業（高鐵、測試與測量等）三大領域發展。這一戰略轉變加上Vicor一直來的技術優勢，將為Vicor帶來更廣闊的發展空間。
比阿尼基：hfy