高集成、大突破----485/CAN總線隔離收發(fā)模塊的“芯”級體驗

 大家耳熟能詳?shù)摹拔锫?lián)網(wǎng)”指的是萬物互聯(lián)。隨著科技的發(fā)展,“物聯(lián)網(wǎng)”革命爆發(fā),與其相關(guān)的基礎(chǔ)器件,例如485/CAN等數(shù)字接口收發(fā)元器件近十年來得到了迅速的發(fā)展。廣泛的應(yīng)用倒逼485/CAN和其他數(shù)字接口收發(fā)器在體積、成本和使用的便利性上進一步優(yōu)化。金升陽公司順應(yīng)市場趨勢,推出了一代代485/CAN和其他的數(shù)字接口隔離收發(fā)器,深得客戶厚愛。

為了進一步優(yōu)化客戶系統(tǒng)應(yīng)用,金升陽公司持續(xù)創(chuàng)新,乘系統(tǒng)集成封裝技術(shù)(Chiplet SiP)平臺的便利,推出第四代芯片級485/CAN數(shù)字接口收發(fā)器產(chǎn)品族,簡稱“R4系列”,強勢破局!這離不開金升陽對技術(shù)提升的矢志追求。

國內(nèi)技術(shù)受制,市場陷入壟斷

由于技術(shù)儲備的不足,我國芯片級485/CAN數(shù)字接口隔離收發(fā)器在相當長一段時間里無法自給,市場幾乎由世界頂級半導(dǎo)體芯片廠商所壟斷。為了實現(xiàn)關(guān)鍵元器件的自主可控,金升陽早在2002年就提出將芯片IC、電源隔離、信號隔離系統(tǒng)集成起來,并在十余年內(nèi)將485/CAN數(shù)字接口隔離收發(fā)器產(chǎn)品從R1代升級到R2代、R2S代,盡管性能可與國際主流廠商產(chǎn)品媲美甚至超越,但前代產(chǎn)品成本高、占板面積大、無法與國際主流產(chǎn)品Pin-to-Pin兼容的頑疾一直無法改善。

圖1:對比眼圖,金升陽CAN收發(fā)器通信波形上升沿無過沖,具有更低的電磁輻射能量。

逐個攻克,鑄就芯片集成系統(tǒng)

由于我司開發(fā)接口收發(fā)器已有多年經(jīng)驗,本以為實現(xiàn)芯片級產(chǎn)品并不難,實際實踐起來才知道望山跑死馬。不同于PCB板級產(chǎn)品,要實現(xiàn)芯片級產(chǎn)品開發(fā),必須解決電路技術(shù)、物料、工藝、可靠性等系統(tǒng)問題。

工藝層面,關(guān)鍵在于采用了我司的系統(tǒng)集成封裝(Chiplet SiP)平臺技術(shù),突破了國外壟斷的封裝技術(shù),綜合解耦了體積、外觀、高性能和高可靠之間的制約。

物料層面,使用超小體積元件,甚至IC裸晶圓,這需要對接口收發(fā)器產(chǎn)品中電源電路和收發(fā)器電路中的一系列半導(dǎo)體裸芯片自行設(shè)計,同時將原外圍器件的SMD型電阻電容等分立元器件混合封裝進產(chǎn)品,并通過幾十項測試,精益求精。

電路層面,復(fù)用了金升陽公司20多年的DC/DC電源技術(shù),具有完善的自主IC平臺,高性能與小體積兼得。

圖2:金升陽信號通訊模塊發(fā)展歷程

打破掣肘,解決客戶物料斷供之憂

金升陽人迎難而上,以愚公移山的精神,耗費十余年時間,將一個個難題逐項攻克。在年初攻克最難的系統(tǒng)集成封裝(Chiplet SiP)平臺技術(shù)之后,全程自主完成工藝、物料、電路的全鏈條打通,建立起了一個芯片級集成系統(tǒng),具有國際競爭力的芯片級R4系列485/CAN數(shù)字接口隔離收發(fā)器橫空出世。為廣大客戶提供了一個Pin-to-Pin兼容國際頂級半導(dǎo)體廠商產(chǎn)品的本土化解決方案,解決客戶的物料斷供的后顧之憂。

圖3:歷代產(chǎn)品及主流廠商性能對比

超小占板面積,助力客戶產(chǎn)業(yè)升級

20多年以來,金升陽服務(wù)于各大行業(yè)客戶,其中大多數(shù)客戶選擇自搭方案。相比于自搭方案,憑借我司的系統(tǒng)集成封裝(Chiplet SiP)平臺技術(shù),R4系列產(chǎn)品占板面積減小了60%左右,體積降低了85%+,在Pin-to-Pin兼容國際頂級半導(dǎo)體廠商產(chǎn)品的同時,幫助客戶進一步縮小電子裝置體積,更契合用戶的實際使用場景和產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展趨勢。

圖4:自搭方案與集成方案投入對比

物料歸一化,高可靠性,簡化客戶設(shè)計

客戶在選擇自搭方案時,常常需要對物料的一致性進行管控,且設(shè)計耗時耗力,還時刻擔心設(shè)計是否合理,因此開發(fā)成本飆升。

金升陽R4系列產(chǎn)品物料歸一化、生產(chǎn)自動化、產(chǎn)品一致性及可靠性更高,使用方便省時省力,在擁有高可靠性且物料成本相當?shù)耐瑫r,大大降低了開發(fā)設(shè)計成本。同時,R4系列產(chǎn)品在13*10mm的占板面積下可滿足5000VDC隔離,大大提高了系統(tǒng)可靠性。

圖5:總線接口產(chǎn)品族

創(chuàng)新成果,為客戶降本增效

自搭方案的數(shù)字接口設(shè)計往往比較復(fù)雜,在制造過程中受制于成本與可靠性無法同時滿足:重視物料成本,忽略了其他成本,導(dǎo)致方案可靠性反而無法保證。事實上,任何一種方案的成本都包含物料成本、制造成本、管理成本、開發(fā)成本、維護成本等。

在國際半導(dǎo)體廠商產(chǎn)品價格居高不下的環(huán)境下,金升陽順應(yīng)市場需求,簡化產(chǎn)品外圍電路,極大提高國產(chǎn)化率,在不追求壟斷利潤的情況下,R4系列芯片級485/CAN數(shù)字接口隔離收發(fā)器系列以極具競爭力的價格為客戶提供服務(wù),降低客戶成本,并持續(xù)在產(chǎn)品體驗、質(zhì)量保障、技術(shù)支持等方面提供優(yōu)質(zhì)服務(wù),最大程度上提升客戶的競爭力。

豐富產(chǎn)品種類,滿足客戶多樣化需求

核心技術(shù)的掌握,通過排列組合,最大程度兼容市面現(xiàn)有產(chǎn)品,避免增加客戶重新布板的投入,滿足客戶不同的需求,同時公司保持開放的合作模式,接受客戶個性化需求,希望將公司的創(chuàng)新成果惠及更多行業(yè)用戶。

不積跬步無以至千里,芯片級R4系列485/CAN數(shù)字接口隔離收發(fā)器產(chǎn)品系列的開發(fā)經(jīng)驗告訴我們,只要心懷鴻鵠之志,只要我們一步一個腳印,不拋棄,不放棄,攀登世界科技高峰不僅是可能,而且是一定可以做到的！

注:該系列產(chǎn)品正式上市時間為2020年7月30日。

詳細產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)請參考技術(shù)手冊： TD041S485H ， TD041SCANH