Empower Semiconductor esittelee kolme uutta ECAP-piikondensaattoria, jotka on tarkoitettu upotettaviksi suoraan AI- ja HPC-prosessoreiden pakkausrakenteeseen eli alustaan. Yhtiön viesti on selvä: perinteiset piirilevylle juotettavat kondensaattorit eivät enää riitä vastaamaan uusimpien kiihdyttimien virrantiheyksiin ja transienttivaatimuksiin.
AI-kiihdyttimissä jatkuva virta voi nousta satoihin ampeereihin, ja transienttivirrat muuttuvat nanosekunneissa. Samalla käyttöjännitteet ovat alle voltin ja sallittu jänniteheilahdus vain kymmeniä millivoltteja. Tällaisessa ympäristössä ongelmaksi ei muodostu pelkkä kapasitanssin määrä, vaan ennen kaikkea parasiittinen induktanssi. Piirilevytason MLCC-kondensaattorit sijaitsevat fyysisesti liian kaukana sirusta, jolloin niiden ESL rajoittaa kykyä vastata nopeisiin dI/dt-piikkeihin.
Empowerin ratkaisu on siirtää kapasitanssi lähemmäs ydintä. Uudet ECAP-komponentit on suunniteltu integroitaviksi prosessorin substraattiin. Näin virtasilmukka lyhenee ja impedanssi pysyy matalana laajalla taajuusalueella.
Uusi tuoteperhe koostuu kolmesta versiosta. EC2005P tarjoaa 9,34 mikrofaradin kapasitanssin 2 x 2 millimetrin kotelossa. EC2025P nostaa kapasitanssin 18,68 mikrofaradiin 4 x 2 millimetrin koossa, ja EC2006P yltää 36,8 mikrofaradiin 4 x 4 millimetrin paketissa.
Yhtiön mukaan komponenttien keskeiset ominaisuudet ovat erittäin matala ESR ja erityisesti matala ESL. Laajakaistainen, matala impedanssi parantaa tehonsyöttöverkon suorituskykyä ja auttaa säilyttämään jännitetason vakaana kovissa kuormitusmuutoksissa.
Taustalla on laajempi muutos siruarkkitehtuurissa. AI- ja HPC-prosessorit rakentuvat yhä useammin chiplet-rakenteiksi, joissa useita laskentayksiköitä yhdistetään samaan pakettiin. Samalla myös virransyöttö siirtyy lähemmäs sirua.
Hierarkkinen virransyöttö ei katoa. Jatkossakin tarvitaan regulaattoreita, bulk-kondensaattoreita ja piirilevytason MLCC-komponentteja. Nopeimpien transienttien hallinta siirtyy kuitenkin yhä selvemmin pakettitasolle.
Virtaamamittaus on monissa laitteissa kriittinen mutta usein ongelmallinen toiminto. Perinteiset mekaaniset anturit kuluvat ja jäävät sokeiksi pienille virtausnopeuksille. Ultraäänitekniikkaan perustuvat valmiit moduulit tarjoavat nyt tarkan, huoltovapaan ja helposti integroitavan vaihtoehdon niin kuluttaja- kuin teollisuussovelluksiin.