芯源系统双相DrMOS提升AI系统供电密度

2026-11-02 22:13 本站编辑部来源：海外媒体

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核心技术导读

芯源系统推出MP87595与MP87597双相DrMOS方案，面向AI系统高电流供电需求。通过双相集成、8V低压输入和裸露顶部封装，方案提升功率密度、转换效率与散热能力，帮助在固定板级空间内实现更高电流输出。

背景与行业演进

随着AI系统持续突破能力边界，电流需求正在快速增加。下一代AI系统正面临关键布局瓶颈，每插槽电流需求如今经常达到1000A至2000A门槛。

为了在尽量降低纹波的同时稳定满足巨大的低压供电需求，电压调节模块（VRM）架构不得不大幅增加相数，以在多个器件之间分散大电流，防止过热、降低输出纹波并改善瞬态响应。这意味着新的VRM通常需要16相、24相甚至更多相数。这一功率需求快速增长的同时，AI片上系统（SoC）和专用集成电路（ASIC）规模也在显著扩大，在提供更高计算密度的同时占用更多板级空间，而整体板卡尺寸仍严格固定。这造成了严峻的物理空间挤压，电源设计人员需要在受限占板面积内，通过密集的多相网络提供更大电流。

由于这些需求，采用双相DrMOS等高密度、节省空间的器件已不再只是优化策略，而成为克服空间限制和供电压力的必要选择。

当今DrMOS

DrMOS的演进一直受到通过封装创新最大化功率密度这一持续需求的推动。该技术在2017年前后进入5mmx6mm时代并达到关键里程碑，先进硅片技术和散热增强方案在相同占板面积内将电流从70A提升至90A。为进一步优化空间，行业在2021年转向4mmx6mm 90A世代，在保持90A完整输出能力的同时，将封装宽度减少1mm。这一规格已成为将高电流相更靠近CPU布置的主流标准。

最新处理器对功率提出更高要求，未来趋势正快速转向双相集成，例如5mmx5mm双路（60A+60A）和6mmx6mm双路（90A+90A）。这类方案将两相压缩到单一封装中，以提升电流密度并节省关键PCB空间。

双DrMOS关键优势

双DrMOS方案提供三项主要优势：更高功率密度、低输入电压选项和灵活封装选项。

更高功率密度

双相DrMOS支持很高的功率密度，这对高性能计算应用中的现代电压调节模块设计十分关键。其通过在受限占板面积内提供更高电流输出，即每相90A，来优化空间效率，优于部署两个独立单相DrMOS器件。

采用双DrMOS可以实现更高集成度，在保持高输出功率（POUT）以满足高密度设计需求的同时，有效节省关键板级空间。通过将两相集成到单一封装中，双DrMOS可显著减少整体器件数量和所需PCB面积，从而带来更紧凑、高效的布局（见图1）。这有助于节省成本和PCB空间。

图1：紧凑PCB空间中的高功率密度

16V和8V输入电压选项

除标准16V版本（MP87595）外，芯源系统还推出新的低压版本。MP87597是一款8V双相DrMOS，与传统4mmx6mm DrMOS相比，可提供更高的功率转换效率和更高的功率密度。采用较低输入电压可通过降低开关损耗并优化低压核心导轨占空比，提升功率转换效率。

在相同6mmx6mm封装内，芯源系统的低压工艺提供特定导通电阻（RDS(ON)），使双相功能能够无缝集成到单一裸片上，同时不牺牲效率。

在相同测试条件下，该方案较传统高压工艺双DrMOS提升2%效率（见图2）。

图2：16V与8V效率对比

裸露顶部和标准塑封选项

双DrMOS方案同时提供传统塑封和裸露顶部封装选项（见图3和图4）。

图3：裸露顶部封装选项

图4：塑封顶部封装选项

裸露顶部封装设计通过提供从硅片到环境或外部散热器的直接低热阻路径，显著提升散热性能。裸露顶部允许在DrMOS顶部直接安装专用散热器或导热界面材料，形成辅助散热路径，补充通过PCB的传统散热路径。

这一结构可使热量从器件顶部更高效地散发，减少PCB上的热量积累，使紧凑系统设计中的更高功率密度成为可能。

芯源系统双DrMOS产品家族：MP87595与MP87597

芯源系统不断扩展的DrMOS产品家族包括MP87595和MP87597，两者均提供高密度供电方案，有助于克服现代AI系统面临的空间限制。

MP87595是一款双输出Intelli-PhaseTM产品，输入电压（VIN）范围为3V至16V。其每相可支持最高90A最大连续电流，并配备Accu-SenseTM电流检测。该器件采用带裸露顶部的LGA-40（6mmx6mm）封装，有助于高热阻表现，裸露时ΘJT为0.2°C/W，ΘJB为0.8°C/W。

MP87597提供相同封装尺寸和主要特性，并具备更高电流能力，最高可达100A，输入电压最高8V。借助芯源系统低压工艺，MP87597还实现了更高效率增益。