【产品】顺应电子设备小型化趋势的PMIC BD868A0MUF-C，3.5x3.5mm集成所有电源

时间： 2021-11-17 来源：ROHM

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电子元件的不断小型化与多个应用领域的许多优势有关。除了消费电子行业，汽车领域也将受益于更小的电子产品。未来，电子设备将进一步小型化。小型化的主要好处是什么？ROHM如何为这一趋势做出贡献？

电子学的历史与小型化的发展密切相关。例如，第一台计算机仍然是橱柜大小的设备。今天的笔记本电脑在计算能力、内存和所有其他性能方面超过了那些计算机几个数量级。然而，它们的尺寸受到实际操作、显示器和电池的限制，而不再受内置电子器件的限制。

小型化还使电子产品能够在越来越多的应用领域中使用，例如汽车。在很长一段时间内，车辆开发完全是纯机械的。电子设备在1930年以收音机的形式进入汽车，后来又引入了电点火。今天，现代汽车中内置了多达数百个甚至更多的微处理器，在通往自动驾驶汽车的道路上，电子化和小型化将发挥越来越重要的作用。

ROHM正在采用模拟和数字技术推动这种小型化：

针对空间限制量身定制的紧凑型解决方案

某些应用，特别是在汽车中，空间很有限。例如，卫星摄像机分布在整个车辆中并观察汽车周围的环境。由此，可以为ADAS应用生成360°环绕视图，此解决方案没有太多可用空间。

ROHM欧盟PMIC专家:Michael Maurer, ADAS高级应用营销经理

整个电子设备—例如成像芯片、用于与ECU/处理器单元进行图像数据交换的通信芯片和电源管理IC (PMIC)—通常必须放在不超过20x20mm的区域。ADAS高级应用营销经理Michael Maurer解释说:“这就像2欧元硬币一样小”。

顺应小型化趋势：罗姆的PMIC BD868A0MUF-C

针对这些情况，罗姆提供了PMIC BD868A0MUF-C，它在一个3.5x3.5mm的芯片中提供了所有需要的电源。 “该器件为组件产生电源电压，并监控这些电源，包含了最高功能安全级别的冗余，遵循ISO26262 并符合AEC-Q100标准，”Maurer 说。

当今汽车内的电子设备：小型化和多功能

过去，这100个处理器分布在汽车各个角落，每个处理器专用于一项特定任务。今天的趋势是将多个这些功能集成到四到六个电子控制单元 (ECU) 中，每个电子控制单元都具有高处理能力和服务多种功能的能力——准并行能力。这些ECU安装在车辆的中心位置，以确保正确的互连和合理的电缆长度。

趋势：当今汽车中更小的多功能电子元件

这些安装区域在车辆中受到限制，空间往往非常有限，因此需要在严格的空间限制下设计银盒。 “外形和散热挑战都不可忽视”，Michael Maurer说。 “罗姆半导体将以最高的集成度和技术创新帮助解决此类挑战”，Maurer 补充道。

降低成本

当然，除了应用的空间要求之外，成本总是起着重要作用。物料清单 (BOM) 的减少——尤其是取消了电阻器、电容器和电感器等外部元件——既减少了所需的空间，又降低了成本。需要创新的解决方案来实现这一目标。

乍一看，通过消除成本仅为美分甚至更低的器件（例如电容器）来节省资金似乎并不合理。但Michael Maurer强调：“只考虑电容器本身是错误的。” 不仅节省了器件成本，还节省了采购、设计、组装、焊点的视觉和功能检查等方面的成本。这些点中的每一个都会产生成本，有时会超过器件本身成本很多倍。因此，即使是小电容器等亚美分的器件也会影响成本。

小型化也意味着集成

小型化的另一个重要方面是将越来越多的功能集成到IC中。这也减少了BOM和成本，换句话说，就是使应用设计更容易。 “以用于 NXP i.MX 8M 系列的ROHM的PMIC为例：为了使用分立元件为该处理器设计电源，开发人员必须阅读数百页的处理器规范，”Michael Maurer解释说。 ROHM已经完成了这项工作并开发了 PMIC。用户可以简单地使用它，而不必考虑电源。

附加功能的集成越来越多地与功能安全相关，尤其是在汽车领域：例如，汽车PMIC必须确保其输出电压始终在规定范围内。传统上，需要监控IC来实现。 ROHM将提供集成了功能安全特性的PMIC，包括冗余参考电压和双时钟树。此类集成功能将使设计人员能够以可管理的设计工作和合理的成本实现所需的应用安全级别。

提供灵活的解决方案

ROHM的目标不仅仅是小型化自己的器件。而且客户有机会在罗姆产品的帮助下进一步小型化自己的应用——尽可能少的开发工作。

为此，ROHM提供了专为特定片上系统 (SoC) 定制的 PMIC。包含SoC所需的所有电源，以及正确的参数和时序。但这并不是ROHM的技术解决方案的终点。该公司越来越关注更灵活的解决方案：以模块化方式将多个IC互连，最终像一个专为相应应用量身定制的PMIC，包括但不限于客户的SoC。

小型化的前景和局限

在接下来的几年里，一些技术发展肯定会继续推动小型化的趋势向前发展。但实际、经济和生态上的可行性也存在限制：最关键的问题围绕热效应。随着半导体几何尺寸变得更小，SoC电源电压将下降，每个晶体管的效率正在提高，这意味着每瓦的处理能力更高。另一方面，给定外形尺寸下的热封装能力并没有显着增加，因此需要仔细处理整体功耗。散热垫、散热孔、热管等是尝试解决散热问题的方法，但有些应用需要很多人都希望避免采用的主动冷却方式。 ROHM目前正在研究PMIC解决方案，该解决方案将避免此类热点并提供更多热平衡电源解决方案。

但还有其他限制因素：上面我们已经描述了罗姆正在为汽车供应商开发的PMIC BD868A0MUF-C。用于汽车卫星摄像头的PMIC包含四个电压调节器，并集成了功能安全特性，以实现尽可能高的ASIL级别。而且放在3.5x3.5mm封装中。

Michael Maurer解释说，该解决方案受到引脚限制：“这意味着在如此小的面积上容纳了如此多的功能，以至于在给定的封装要求下无法提供更多引脚以实现更多功能。”

但也许将来会有新的封装选项来克服这些限制。 ROHM将是最先应用它们的公司之一。

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