7月3日，2020慕尼黑上海電子展盛大開(kāi)幕，作為慕尼黑展唯一的視頻直播合作方，<電子發(fā)燒友>在展會(huì)期間，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)直播方式采訪了5G領(lǐng)域內(nèi)眾多企業(yè)，就相關(guān)的行業(yè)、技術(shù)、市場(chǎng)和產(chǎn)品等話題進(jìn)行了廣泛的交流。

作為全球高性能模擬半導(dǎo)體領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)廠商之一，美國(guó)芯源系統(tǒng)有限公司（MPS）表示，BiCMOS / DMOS電源管理技術(shù)BCD Plus已經(jīng)進(jìn)入第六代生產(chǎn)階段。在5G基站、5G前傳光模塊和AI計(jì)算領(lǐng)域，MPS都成為助力其電源方案的主要提供商。7月3日，MPS北中國(guó)區(qū)副總經(jīng)理盧平接受了<電子發(fā)燒友>的獨(dú)家專(zhuān)訪，對(duì)5G基站、5G前傳和AI計(jì)算領(lǐng)域的電源產(chǎn)品前景和技術(shù)趨勢(shì)進(jìn)行了前瞻。

MPS北中國(guó)區(qū)副總經(jīng)理盧平

MPS作為全球高性能模擬半導(dǎo)體供應(yīng)商的領(lǐng)導(dǎo)廠商之一，請(qǐng)介紹一下，你如何看待電源產(chǎn)品在5G基站領(lǐng)域的市場(chǎng)前景和技術(shù)趨勢(shì)是怎樣的？

盧平：5G的基站的平均功耗是4G的3倍，5G的基站數(shù)量預(yù)估是4G的2-3倍。如果采取混合部署站點(diǎn)的方式，5G基站數(shù)量有可能達(dá)到4G的1.2倍。2018年中國(guó)三大運(yùn)營(yíng)商電費(fèi)成本達(dá)到240億，考慮5G基站高功耗和建站數(shù)量巨大，預(yù)估 5G時(shí)代基站耗電一年可能會(huì)達(dá)到千億。

5G時(shí)代基站耗電會(huì)比4G時(shí)代大幅提升，這對(duì)運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)很高的維護(hù)成本。因此如何幫助基站降功耗對(duì)于5G基站的電源產(chǎn)品而言是最為重要的。

左：電子發(fā)燒友執(zhí)行副主編章鷹 右：MPS北中國(guó)區(qū)副總經(jīng)理盧平

5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)比較4G網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)很大差異，比如5G接入網(wǎng)和承載網(wǎng)構(gòu)成不同，還有采用大規(guī)模陣列天線，這些部分對(duì)電源需求有什么不同？宏站和微站的部署不同于4G，這對(duì)于電源管理設(shè)計(jì)方案帶來(lái)了哪些挑戰(zhàn)？

盧平：5G宏基站采用Massive Mimo（大規(guī)模陣列天線），典型的5G宏站用到64T64R，要完成波束賦形，目的是讓更多的客戶接入5G基站，覆蓋范圍更遠(yuǎn)，實(shí)現(xiàn)3D覆蓋。為了實(shí)現(xiàn)波束賦形，必須采用強(qiáng)大的算法。

5G基站因?yàn)樘幚淼臄?shù)據(jù)量是4G的幾十倍，因而它對(duì)各類(lèi)處理器的要求變得更高了。強(qiáng)大處理器離不開(kāi)大電流的電源芯片。三大挑戰(zhàn)隨之而來(lái)，第一、電流更大，4G時(shí)代基站單軌最大電流不超過(guò)30A，而現(xiàn)在有些電流翻倍，達(dá)到50A或者60A；第二、通道數(shù)更多，AAU可能有幾十個(gè)通道數(shù)；第三、環(huán)溫更高，現(xiàn)在的AAU的功率在1100W+，整體的發(fā)熱非常嚴(yán)重，對(duì)于板上電源來(lái)說(shuō)環(huán)境溫度更高了，因而輸出能力的降額更多了。

從POL電源來(lái)說(shuō)，功率集成是一個(gè)趨勢(shì)，早年10A以上就使用控制器+FET的方式，現(xiàn)在單顆POL電源芯片可以支持30A電流輸出；更大的電流的趨勢(shì)是控制器+DRMOS技術(shù)，以達(dá)到效率最大化。

MPS獨(dú)特的半導(dǎo)體生產(chǎn)、封裝技術(shù)對(duì)5G電源芯片供應(yīng)帶來(lái)了哪些優(yōu)勢(shì)？

盧平：對(duì)于電源芯片來(lái)說(shuō)，半導(dǎo)體工藝是支持創(chuàng)新的基石。MPS雖然沒(méi)有晶圓廠，但是有自己的工藝。MPS會(huì)派自己的工程師去調(diào)節(jié)合作方的產(chǎn)線，把工藝和產(chǎn)品進(jìn)行配合。優(yōu)勢(shì)是MPS可以將設(shè)計(jì)和工藝進(jìn)行協(xié)同，還可以利用合作廠商最先進(jìn)的設(shè)備。

從MPS的晶元工藝角度來(lái)說(shuō)，MPS的BCD工藝已經(jīng)進(jìn)化到第六代BCD6，相對(duì)于上一代工藝，單位面積的RDSON（阻抗）又下降了25%，而且采用55nm的工藝，CMOS的面積減小一半，更加適合數(shù)字電源技術(shù)。

這個(gè)工藝可以提升5G電源處理器供電的效率和功率密度；數(shù)字電源控制器可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)切相，實(shí)時(shí)調(diào)壓，遠(yuǎn)程上報(bào)等功能，大大提升了電源的全負(fù)載范圍的高效率和靈活性。

2020年，中國(guó)三大運(yùn)營(yíng)商計(jì)劃部署55萬(wàn)站5G基站，貴公司電源芯片主攻5G應(yīng)用的哪些領(lǐng)域？在5G基站電源領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了哪些突破？

盧平：我們?cè)诤昊旧峡梢蕴峁┱譖OL電源，覆蓋AAU和BBU（或者是CU+DU），MPS的電源正在幫助客戶降低整板功耗，節(jié)省空間。除了DCDC，MPS近年來(lái)推出多款電源模塊，，將晶圓，電感，電容和其他外圍器件以芯片級(jí)的封裝技術(shù)封裝在一個(gè)很小的體積里，可以降低客戶大電流電源設(shè)計(jì)的難度，加快設(shè)計(jì)周期。

5G在基礎(chǔ)設(shè)施端的變化，不止是宏基站，在5G的中后期，小基站將會(huì)發(fā)展起來(lái)，完善5G的布網(wǎng)，小基站是麻雀雖小，五臟俱全，小基站的供電可以通過(guò)網(wǎng)線供電（POE），MPS可以為小基站電源提供從POE到POL的整套電源解決方案。

在5G前傳、中傳使用的光模塊，對(duì)于速率提升有很大幫助，MPS提供小體積的電源模塊或電源芯片，還會(huì)使用溫度控制器，提供業(yè)界最小體積、最高功率的電源模塊。

5G基站的電源市場(chǎng)，目前有哪些痛點(diǎn)？MPS在電源領(lǐng)域的哪些創(chuàng)新技術(shù)和解決方案解決了市場(chǎng)的痛點(diǎn)？

盧平：5G基站的電源重點(diǎn)就是降功耗。站在板級(jí)電源上面我們要從兩個(gè)方面分析，一個(gè)是要降低典型負(fù)載時(shí)的功耗，一個(gè)是要降低全負(fù)載范圍的功耗。我們談到的DRMOS的單位面積RDSON下降，主要是降低典型負(fù)載時(shí)的功耗，但基站是有不同場(chǎng)景的，例如夜間它的負(fù)載就大大降低，如何降低輕載功耗，也是5G電源設(shè)計(jì)的一個(gè)重要考慮因素。

我們剛剛談到了MPS在工藝的不斷創(chuàng)新提高了我們的效率和功率密度。我們還有一些其他的電源創(chuàng)新：

Scalable MCOT技術(shù)：我們的大電流DCDC和電源模塊將Multi-phase和COT控制技術(shù)結(jié)合，可非常方便的實(shí)現(xiàn)電源并聯(lián)，而且采用COT技術(shù)來(lái)達(dá)到非?？焖俚捻憫?yīng)。一方面我們現(xiàn)在客戶在原型設(shè)計(jì)的時(shí)候，可能不確定電流需要多少，用我們的多相并聯(lián)，布板可以先放上冗余的DCDC或模塊，如果原型機(jī)出來(lái)發(fā)現(xiàn)不需要那么多，多出的一路不焊即可。另外COT技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)比傳統(tǒng)的PID調(diào)節(jié)更為大的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，對(duì)于CPU和FPGA這類(lèi)高運(yùn)算量的處理器而言，在計(jì)算量有大幅變化的情況下，仍可以提供一個(gè)非常穩(wěn)定的核電壓。

PMbus數(shù)據(jù)接口：同樣在我們的20A以上的電源我們都采用了PMBUS的數(shù)據(jù)接口，這個(gè)PMBUS的數(shù)據(jù)接口可以幫助客戶實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)上報(bào)，靈活的配置

MPS近期在電源領(lǐng)域推出了哪些重點(diǎn)產(chǎn)品？

盧平：我現(xiàn)場(chǎng)帶了三款有特點(diǎn)的產(chǎn)品可以讓大家有一個(gè)直觀認(rèn)識(shí)：

MPM3695-100: 單模塊輸出100A，帶PMBUS接口，可以直接并聯(lián)到800A，每通道均流。提供給工程師一個(gè)靈活的設(shè)計(jì)。

MP2940A: INTEL IMVP9 ICELAKE 參考設(shè)計(jì)，3相控制器，支持phase shedding，高開(kāi)關(guān)頻率（2MHz），PANR(降噪)，而MP2940A的下一代支持PFO。

這個(gè)示例可以進(jìn)行可擴(kuò)展的模塊，每個(gè)電源模塊可以達(dá)到100A，最大可以達(dá)到800A，電源工程師可以根據(jù)實(shí)際需求來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2020年，MPS在主要業(yè)務(wù)線的增長(zhǎng)目標(biāo)是怎樣的？

盧平： MPS 在6月15日剛剛發(fā)布了2020年第一季度的財(cái)報(bào)，第一季度同比增長(zhǎng)了17.4%，在總體大環(huán)境疲軟的情況下，MPS還是取得高速增長(zhǎng)。最主要的增長(zhǎng)動(dòng)力來(lái)源于計(jì)算和通訊。通訊包括交換機(jī)、光纖通信、5G基站，連接加速趨勢(shì)明顯。

5G宏基站或是小基站是大家最直接想到的；實(shí)際上在5G這座冰山下面，還藏著很多其他的應(yīng)用。因?yàn)?G的速率上升，5G相關(guān)的其他基礎(chǔ)設(shè)施如光模塊，前傳-中傳-后傳的光模塊的速率提升了，5G連接到骨干網(wǎng)的交換機(jī)的速率也更快了，數(shù)據(jù)中心也需要擴(kuò)容，另外5G也帶來(lái)更多的邊緣計(jì)算需求，這一系列的產(chǎn)品都需要升級(jí)。MPS在這些應(yīng)用領(lǐng)域耕耘多年，我們始終以更高效率更高集成度電源為目標(biāo)，支持比特率和算力的升級(jí)。