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DAOYU
随着AI服务器功耗密度持续提升，处理器供电系统需要在有限空间内应对更大的电流需求。如何让末级电压调节器（VR）更靠近处理器，并降低供电路径中的损耗，成为电源设计的重要课题。围绕这一需求，太阳诱电提出将多层陶瓷电容器（MLCC）与功率电感器嵌入基板的技术方案，为供电系统的小型化与高密度集成提供更多设计选择。本文重点介绍其中的功率电感技术及相关性能指标。
*AI数据中心：功耗密度持续攀升，电源电路需要尽可能靠近处理器
PART.01
芯片周边的空间就那么大，却要同时容纳更大容量和更优异的ESL/ESR性能；供电电路还要继续往处理器身边挪，可用的贴装位置只会越来越紧张。太阳诱电的办法是把两类元器件一起埋进基板：xPU与PMIC位于封装基板之上，电容器与电感器直接嵌入基板甚至主板，表层面积因此可以留给其他功能器件。
两类元器件同源配套，有助于简化选型与供应环节。这也是整体方案与单点替换的重要区别：电容器用于稳定电压，电感器则需满足更高的电流承载要求，例如在0.4mm²的面积内实现25A/mm²的电流密度。
*功率电感器产品示例
*小型大容量多层陶瓷电容器
PART.02
设备做得越紧凑，单位体积里要承载的电流就越大，而近芯这一段走线的电阻、以及元件自身的直流电阻，恰恰是效率最容易流失的地方。在大电流供电条件下，导电损耗随电流的平方增加。因此，缩短供电路径、降低线路电阻及电感器的直流电阻，是降低供电损耗的重要方向。
太阳诱电的功率电感器正是冲着这个位置来的：做得低矮，才放得进薄型布局；覆盖到较高频段，才跟得上高频供电的节奏；扛得住大电流，才顶得住末级供电的峰值；至于电感阵列、互耦二合一这类结构，则让供电拓扑在选型时更自由。
*功率电感器的灵活结构示例：电感阵列与互耦二合一
PART.03
LSCN系列把力气花在末级供电这一段。高填充密度材料有助于在较薄厚度下兼顾较大电流承载能力。对比表中，顶底式方案的直流电阻为0.8mΩ，有助于降低近处理器供电线路的损耗。同时，该方案可在有限空间内提高磁性材料的填充密度，兼顾薄型化与低损耗。
LSCN系列与传统型功率电感器的对比
表注：
1.来源：英特尔公司，2021年IEEE第71届电子元器件与技术会议（ECTC）；
2. 工作温度-40℃至125℃；
3. 最大电流（Imax）根据饱和限制条件确定。
横向看，顶底式在同样0.4mm²的面积上把直流电阻做到0.8mΩ、电流密度做到25A/mm²，比传统型方案低了十几倍；归一化之后的电感直流电阻比也高出四倍多——同样一份损耗，能换来更多电感量。薄、低损耗与大电流不必三选一，这正是它能被放进基板内层的原因。
PART.04
这几条线索其实指向同一件事：让供电电路真正靠近处理器。空间不够，就把两类元器件一起埋进基板内层，用垂直方向的空间换回水平方向的布放余量；电流上不去，就用更低的直流电阻和更强的电流承载能力顶上去；埋进去之后怕不可靠，就先在材料上留足余量——高填充密度的磁性材料，让薄型布局在长期运行里也扛得住。
落到手上的好处有三样：回路更短，布放更自由，长期运行更稳——太阳诱电把多层陶瓷电容器与功率电感器这两类嵌入式元器件一起备齐，电容与电感的需求可以一次覆盖：一个擅长小尺寸大容量，一个擅长低损耗与大电流。当处理器的功耗上限还在上探，把元件送进基板内层，就是电源设计能给出的最近答案。
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