BCD工艺全景：历史、现在与未来国内重点企业芯联集成优势逐渐凸显

2024/7/4 10:00:21 挖贝网李辉

作为模拟芯片的细分市场，电源管理芯片正享受着新能源、智能化、数字化浪潮带来的增长红利，特别是在智能电动汽车领域，无论是自动驾驶、智能座舱、域控制、车身控制、车灯，还是电池管理系统等，这些系统都需要大量的电源管理芯片。
同时，随着智能电动汽车越来越向数字化、智能化和集成化发展，这些应用也对电源管理芯片提出了高输出、高效率、低能耗、安全稳定等性能需求。

作为模拟芯片，电源管理芯片设计的根基在于工艺：应用广泛、性能卓越的BCD（Bipolar- CMOS-DMOS）工艺。自BCD工艺诞生以来的40年里，该工艺也不断随下游应用需求变化而焕发生机。

本文将深度探索BCD工艺的历史、现在和未来趋势，以及在新一轮科技革命和产业变革环境中，本土企业芯联集成在BCD技术上的战略布局和创新引领。

01、伴应用需求而生，BCD工艺不断焕发生机

BCD工艺，这一创新的单片集成技术，诞生于对下游应用需求的深刻理解。回溯到20世纪70年代末80年代初，市场对Bipolar（双极性晶体管）、CMOS（互补金属氧化物半导体）和DMOS（双扩散金属氧化物半导体）三种芯片的需求日益增长。

面对这一挑战，彼时的意法半导体探索将这三种技术融合的可能性，并在1985年成功推出了BCD工艺，实现了在同一芯片上集成Bipolar、CMOS和DMOS器件的突破。

BCD工艺的优势在于其能够将不同性能的器件集成于一颗芯片之中，同时保持了各器件的优秀性能。特别是高压高功率的DMOS器件，在开关模式下展现出极低的功耗，给终端产品带来体积小、速度快、耗能低等优势。BCD工艺还提高了芯片的综合性能，简化了制造过程，降低了成本，同时增强了系统的可靠性并减少了电磁干扰。

BCD技术正朝着高电压、高功率、高密度三个关键方向发展，以满足汽车电子、工控、消费电子等不同应用场景对高电压耐受、小型化、高集成度等的需求。

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同时，历经近四十年的演进，BCD工艺集成度不断提高，结合eFlash、MOS和SOI技术，可以提供更高的设计灵活性、更强大的性能，以及更低的系统成本。

BCD与eFlash的结合不仅满足了产品对功耗效率、性能等级、兼容性的多重需求，还将模拟芯片与控制芯片合二为一，有效降低了整体系统成本。

BCD工艺的低功耗特性结合MOS的高效率，则可以显著提升整个系统的可靠性和能效。

BCD与SOI的结合利用了SOI和DTI的独特优势，减小寄生结电容，提高了MOS管跨导和开关速度，降低了功耗，同时，彻底消除了闩锁效应，减少了电路设计的复杂度并增强了可靠性。

02、BCD工艺的不断突破：芯联集成的创新之旅

BCD工艺，这一由应用需求驱动的创新技术，最初主要掌握在欧美IDM手中。随着时间的推移，非IDM的晶圆代工企业，如台积电、东部高科等也开始迎头赶上，发展自己的BCD技术，逐步缩小了与IDM之间的技术差距，甚至引领BCD技术的发展。

新技术的浪潮席卷至国内市场，本土的晶圆代工企业开始布局BCD，以迎合日益增长的市场需求，并增强国内产业链供应链自主可控能力。

在这场技术与市场的双重竞赛中，芯联集成以其全面而稀缺的BCD车规平台，规模量产的实力，以及在特色工艺和特色器件研发上的创新引领，确立了自身在行业中的领先地位。

这背后离不开人才的支撑与助推。模拟芯片是一个长坡厚雪的赛道，需要长期积累和经验沉淀。芯联集成创始团队成员在模拟类芯片领域有20年以上的经验，针对BCD工艺，可以为客户提供了精准的模拟高压器件模型、完整的PDK（工艺设计套件）和IP支持，以及高效的定制化服务。

在半导体行业，12英寸晶圆产线已成为国内外厂商BCD工艺的显著优势。随着BCD工艺技术的持续创新和进步，行业面临着成本控制和供应链管理的双重挑战。为了有效应对这些挑战，国际IDM企业纷纷加大投资，转向12英寸晶圆厂，以此提升产能并实现成本效益的最大化。

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芯联集成紧跟行业趋势，积极布局12英寸晶圆产线，以确保公司在激烈的市场竞争中保持领先地位。今年公司的12英寸晶圆产能已显著提升至每月3万片，2027年底达产，产能10万片/月。这一产能的扩张不仅展示了公司对市场需求的快速响应能力，也体现了公司在生产规模和效率上的不断优化。

12英寸晶圆在模拟IC制造中所带来的优势不容小觑。更高的晶圆尺寸意味着更高的集成度和更精细的工艺控制，这直接转化为模拟IC性能的提升和品质的保障。随着12英寸产线的不断成熟和优化，客户将享受到更低的生产成本，同时其产品在市场中的竞争力也将得到显著增强。

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