浅谈CPU/GPU芯片采用电感的关键指标-今展VRM稳压专用Vcore电感的应用

  通膨持续影响终端消费，显卡、板卡厂在整个2022年下半年普遍皆进行了库存调整，使得出货动能较为疲弱，不过随着疫情趋缓后的经济情势回稳，以及上个季度的库存去化，再加上晶片大厂纷纷推出新品加持，预期显卡、板卡厂2023年上半年的出货表现能有机会迎来回升。近几年来显卡、板卡厂受到应用在越来越多种不同类型的智能终端产品，因而对板上电感采用的趋势聚焦在低阻抗高效率的提高性能、缩小尺寸、降低成本以及高可靠度这几个指标性数值的表现。同时也有赖于人工智能不断的演进，市场对更高效性能的深度学习GPU演算需求不断的大幅增长，电感制造商或供应商也因此藉由创新的生产与制造技术来开发能够满足这样高规格要求的新系列电感零组件。以下两点就来带大家分析显卡厂在设计时所评估采用之电感应必备的两大主要重点：

  1. 小型化 & 低感值：显卡对于电感设计要求上需小型化低感值的趋势已行之有年，但近年来的设计要求却越来越高阶且严格。例如在电感的感值运用已经从原来12~0.1uh逐渐变化到70~80nh，今展科技的电感产品为了满足这样的要求，开始导入将先进的热压电感技术搭配不断改进的的磁芯材料来实现这个条件。其他电感供应商也常见使用如奈米晶体或非一般铁粉铜芯等材料，这些材料与传统的电感制造原料相比具有更高的磁导率和更低的磁芯损耗。此外，今展科技的创新绕线技术，如扁平绕线或多层绕线，可在更小的体积内实现更高的电感密度，利用表面贴装技术(SMT)的封装解决方案来实现尺寸更加小型化的设计。

  2. 高性能 & 低损耗：高速的转换效率是高阶显示芯片对采用的电感零组件表现要求上的另一个主要指标，电感要在能确保GPU接收正确电压的这个功能中发挥关键作用。高性能电感通常具有较低的直流电阻(DCR)和较高的电流处理能力，从而实现更好的电压调节和更高的效率。今展科技的电感除了高效的DC/DC转换效率能达到绿色环保要求并且降低电力使用成本以外，还采用了先进的磁芯材料和创新的绕线技术来提高电感稳定性并降低磁芯损耗，进一步提升电感的性能与降低其耗损。

  由上述中可知，小型化、低感值、高性能、低损耗是最新的显卡/板卡的板端对采用之电感设计的几点重要规格指标。然而除了这两点以外，最新的显卡对采用电感的效能要求中其实也还包括其他也必须一并考虑的以下这几个重点：

  1. 低成本：显卡设计中采用低成本的电感趋势起先是源自于整机系统成本降低所被迫造成的影响，因此电感制造商今展科技为了实现这一目标，必须利用创新材料、新的制造工艺和封装方式来导入解决方案，借此来降低零件生产成本。例如：线材和线芯使用低电阻的铜材质来降低材料成本，或是在工厂的制造过程中使用自动化和表面贴装技术（SMT），这样的做法可同时提高生产效率并降低单位生产成本。

  2. 高可靠度：可靠度是影响显卡效能表现的一个隐藏关键因子，因为任何VRM core保护元件出了问题都可能导致GPU核心芯片的故障，为了提高可靠度，电感生产商今展科技的产品测试都必须要符合严格的标准，例如：JEDEC或IPC制定的各项标准。今展科技也需要利用创新材料和工艺，像是化学镀镍、浸金(ENIG)电镀或引线键合，以提高电感这类型被动元件的可靠度。此外，采用金属复合薄膜（MCF）或陶瓷这类耐高温且高可靠性类型的封装方式，也能有助于保护电感，使产品在恶劣环境条件下依然维持高效的运作性能。

  总体而言，降低系统成本和提高可靠性的终端系统厂需求，因而往上推动了显卡对于电感设计上采用时对于这两项指标的要求标准也同时提高，今展科技的电感系列产品，从客户要求的各个指标做专业的分析后，利用结合导入新材料、改善工厂生产制程、搭配封装方式……等方式，专注地打造出能符合显卡、板卡客户的产品设计需求，有望随着科技产业与市场趋势的变化，打入并站稳高阶显卡与AI智慧深度学习的客户供应链。