IEEE给BCD工艺开创者意法半导体颁发里程碑奖

2021年5月18日，IEEE给BCD工艺开创者意法半导体（STM）颁发IEEE里程碑奖（IEEE Milestone），旨在表彰意法半导体在超级集成硅栅半导体工艺威廉希尔官方网站 方面的开创性研究成果。 该牌匾将放置在意法半导体在意大利米兰市近郊曾经承担BCD开发工作的Agrate工厂Castelletto工厂的大门口。

牌匾上写着： IEEE里程碑单片多硅威廉希尔官方网站 Multiple Silicon Technologies on a Chip，1985年SGS（现为意法半导体）率先采用单片集成Bipolar-CMOS-DMOS器件（BCD）的超级集成硅栅极工艺，解决复杂的、大功率需求的应用设计难题。首个BCD超级集成电路L6202可以控制最高60V/5A的功率，开关频率300kHz。随后的汽车、计算机和工业自动化广泛采用了这项工艺威廉希尔官方网站 ，让芯片设计人员能够灵活、可靠地单片集成功率、interwetten与威廉的赔率体系 和数字信号处理电路。

IEEE里程碑奖充分肯定了BCD威廉希尔官方网站 的历史贡献，对单片集成大功率器件、精确模拟功能和复杂数字逻辑控制的开创性研究成果表示高度认可 1

什么是BCD？

BCD（Bipolar-CMOS-DMOS）威廉希尔官方网站 是一种单片集成工艺威廉希尔官方网站 ，能够在同一芯片上制作Bipolar、CMOS和DMOS器件，1985年由意法半导体率先研制成功。随着集成电路工艺的进一步发展，BCD工艺已经成为PIC的主流制造威廉希尔官方网站 。

1950年代出现了适合生产模拟功能器件的双极（Bipolar）工艺，双极器件一般用于功率稍大的电路中，具有截止频率高、驱动能力大、速度快、噪声低等优点，但其集成度低、体积大、功耗大。

1960年代，出现了适合生产数字功能电路的CMOS（互补金属氧化物半导体）工艺，CMOS器件具有集成度高、功耗低、输入阻抗高等优点，驱动逻辑门能力比其他器件强很多，也弥补了双极器件的缺点。1970年代，出现了适合生产功率器件的DMOS（双扩散金属氧化物半导体）工艺，DMOS功率器件具有高压、大电流的特点。 BCD工艺把Bipolar器件、CMOS器件、DMOS功率器件同时制作在同一芯片上，综合了双极器件高跨导、强负载驱动能力和CMOS集成度高、低功耗的优点，使其互相取长补短，发挥各自的优点；同时DMOS可以在开关模式下工作，功耗极低。不需要昂贵的封装和冷却系统就可以将大功率传递给负载。低功耗是BCD工艺的一个主要优点之一。BCD工艺可大幅降低功率耗损，提高系统性能，节省电路的封装费用，并具有更好的可靠性。 经过35年的发展，BCD工艺已经从第一代的4微米发展到了第九代的0.11微米，线宽尺寸不断减小的同时，也采用了更加先进的多层金属布线系统，使得BCD工艺与纯CMOS工艺发展差距缩小，目前的BCD工艺中的CMOS与纯CMOS可完全兼容。另一方面，BCD工艺向着标准化模块化发展，其基本工序标准化，混合工艺则由这些基本工序组合而成，设计人员可以根据各自的需要增减相应的工艺步骤。

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BCD首创者-意法半导体

1987年6月，意大利SGS微电子（SGS Microelettronica，始于1957年）和法国汤姆森半导体（Thomson Semiconducteurs，始于1962年）合并成立了意法半导体（SGS-Thomson Microelectronics），1998年5月英文名称更名为STMicroelectronics。 1980年代初期，当时的SGS微电子（SGS Microelettronica）的工程师为了解决各种电子应用问题，提出了一个革命性的构想：

1）创造一种将晶体管和二极管集成在一颗芯片上的威廉希尔官方网站 ，并能够提供数百瓦功率；

2）用逻辑控制功率，实现方式需要遵循摩尔定律；

3）最大限度地降低功耗，从而消除散热器；

4）支持精确的模拟功能；

5）以可靠的实现方式满足广泛的应用需求。 1984年SGS的工程师成功将Bipolar/CMOS/DMOS/Diodes通过硅栅集成在一起。BCD首个器件是L6202电动机全桥驱动器，采用4微米威廉希尔官方网站 ，12层光罩，工作电压60V，电流1.5A，开关频率300kHz，达到所有设计目标。这个新的可靠工艺威廉希尔官方网站 让芯片设计人员能够在单个芯片上灵活地集成功率、模拟和数字信号处理电路。

经过35年的发展，意法半导体开发了一系列对全球功率IC影响深远的BCD工艺，如BCD3（1.2微米）、BCD4（0.8微米）、BCD5（0.6微米）。 意法半导体目前提供三种主要的BCD威廉希尔官方网站 ，包括BCD6（0.35微米）/BCD6s（0.32微米）、BCD8（0.18微米）/BCD8s（0.16微米和BCD9（0.13微米）/BCD9s（0.11微米），其第十代BCD工艺将采用90纳米。 BCD6和BCD8还提供SOI工艺选项。 据悉，意法半导体从1985年BCD推出工艺，至今已经过去35年并经历了九次威廉希尔官方网站 迭代，产出500万片晶圆，售出400亿颗芯片，仅2020年就售出近30亿颗芯片，第十代BCD威廉希尔官方网站 即将开始投产。

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国内各晶圆制造公司BCD工艺情况

华虹半导体

华虹半导体基于成熟的CMOS工艺平台，目前提供的BCD工艺平台电压涵盖1.8V到700V，工艺节点涵盖90纳米/0.13微米/0.18微米/0.35微米/0.5微米/0.8微米/1.0微米，在0.5微米、0.35微米、0.18微米节点上积累了丰富的量产经验。未来，华虹半导体将继续发挥在BCD和eNVM特色工艺上的威廉希尔官方网站 优势，提供二者的集成方案，为智能化电源产品，打造高端电源管理系统级芯片(SoC)。 2007年华虹半导体推出BCD350工艺平台（0.35微米）；2009年推出非外延PMU350工艺平台；2010年推出BCD180工艺平台（0.18微米）；2013年700V BCD工艺平台；2018年第二代BCD180工艺平台推出；2020年5月90纳米BCD工艺平台在华虹无锡12英寸生产线顺利实现产品投片，其LDMOS涵盖5V至24V电压段，也为未来65/55纳米的12英寸工艺威廉希尔官方网站 的研发与市场拓展打开了空间。 华虹半导体还将持续8英寸生产线的研发创新，优化升级现有满足车规要求的180纳米BCD威廉希尔官方网站 ，在相同的击穿电压下，导通电阻平均降低约25%，威廉希尔官方网站 性能显著提升，达到业界先进水平，未来180纳米BCD威廉希尔官方网站 中的LDMOS的最高电压由40V扩展至100V。

华润微

华润微基于自有的主流工艺平台，在功率模拟工艺威廉希尔官方网站 方面推出的BCD工艺解决方案，广泛应用于各新兴市场，包括电源管理、LED驱动、汽车电子以及音频电路等。 华润微的BCD工艺平台始于2007年推出的700V CDMOS工艺，2011年推出700V HV BCD工艺，2013年完成600V HVIC工艺平台研发，到2020年一共完成了五代硅基700V HV BCD工艺的研发和量产。华润微BCD工艺平台电压涵盖5V到700V，工艺节点涵盖0.18微米/0.25微米/0.8微米/1.0微米，可满足高电压、高精度、高密度不同应用的全方位需求，同步提供200-600V SOI基BCD工艺选项。

士兰微

在BCD工艺威廉希尔官方网站 平台研发方面，士兰微依托于5/6英寸、8英寸和12英寸晶圆生产线，建立了新产品和新工艺威廉希尔官方网站 研发团队。 基于士兰集成的5/6英寸生产线开发0.8微米和0.6微米的BCD电路工艺平台已经稳定运行15年，2007年1月士兰微发布首款采用士兰集成BCD工艺制造的高效率功率LED驱动电路。 基于士兰集昕8英寸生产线的0.25微米的BCD电路工艺平台和0.18微米的BCD电路工艺平台相继建成，开始批量产出。 基于士兰集科12英寸生产线BCD电路工艺平台也在研制中。

中芯国际

中芯国际有超过10年的模拟芯片/电源管理芯片大规模生产经验，威廉希尔官方网站 涵盖了0.35微米到0.15微米。除了保持面向手机和消费类电子的低压BCD工艺平台持续升级外，针对工业和汽车应用的中高压BCD平台和车载BCD平台也在开发中，同时开展了90纳米BCD工艺平台开发，为高数字密度和低导通电阻的电源管理芯片提供解决方案。

原文标题：BCD工艺缘何入选IEEE里程碑奖

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责任编辑：haq