千億算力時代動力引擎

國產(chǎn)12相V-Core方案

2025年春節(jié)，DeepSeek發(fā)布全新AI模型R1，以千億級參數(shù)規(guī)模突破中國大模型技術(shù)邊界，標(biāo)志著算力驅(qū)動型人工智能進入產(chǎn)業(yè)化深水區(qū)。在以GPU、CPU及Switch芯片為核心的算力基礎(chǔ)設(shè)施，多相低壓大電流電源（多相控制器+Smart Power Stage）作為“算力引擎”的動力中樞，正面臨大模型迭代帶來的嚴(yán)苛挑戰(zhàn)——算力芯片峰值功耗突破千瓦級、瞬態(tài)負(fù)載波動達(dá)千安級。

為滿足客戶對多相電源在高功率密度、高效率與高可靠性方面的需求，長工微推出12相雙路輸出控制器IS6203A，為AI算力芯片提供高效且穩(wěn)定的供電解決方案。

圖為多相電源方案在AI服務(wù)器中的應(yīng)用

核心特性

01多相架構(gòu)與動態(tài)管理

IS6203A支持雙路輸出配置，Loop1最高支持12相，Loop2最高支持6相降壓轉(zhuǎn)換，為高電流負(fù)載提供穩(wěn)定供電。其動態(tài)相位管理（APS）可依負(fù)載自動調(diào)整工作相數(shù)：輕載時減少相數(shù)以提高效率，重載時增加相數(shù)來分流降熱，優(yōu)化能效并改善熱性能。

02高精度電壓調(diào)節(jié)

GPU、CPU等芯片對電壓穩(wěn)定性有極高的要求，微小的電壓波動可能導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定或性能下降。IS6203A通過精密算法和反饋機制，確保輸出電壓穩(wěn)定可靠，輸出電壓調(diào)節(jié)精度達(dá)±0.5%。

03可編程與PMBus接口

IS6203A支持通過PMBus接口對電源狀態(tài)進行配置監(jiān)控。用戶可以通過軟件靈活地設(shè)置輸出電壓、電流限制、工作相數(shù)、開關(guān)頻率等參數(shù)，從而簡化設(shè)計過程。此外，用戶可以實時讀取工作狀態(tài)、溫度等數(shù)據(jù)，便于調(diào)試和故障排查。

04全面保護功能

為保障系統(tǒng)安全可靠，IS6203A集成了多種保護功能，包括過壓保護、欠壓保護、過流保護和過熱保護等。在過壓時，自動防止輸出電壓超出安全范圍損壞負(fù)載芯片；欠壓保護確保輸出電壓不低于設(shè)定值；過流保護限制輸出電流過載；過熱保護會在芯片溫度過高時自動關(guān)閉輸出，避免熱損壞。

05兼容多種通信協(xié)議及通用封裝

IS6203A集成PMBus、AVSBus、SVID、PVID多種通信協(xié)議，能滿足多數(shù)GPU和CPU等主流芯片的要求。該芯片采用QFN-48封裝，6mm x 6mm尺寸，兼容Infineon和MPS等主流廠商的產(chǎn)品，確保更廣泛的適用性。

應(yīng)用框圖

圖為IS6203A引腳封裝圖&典型應(yīng)用框圖

重要設(shè)計指標(biāo)

01高可靠性

IS6203A在VCC電源上電后，能自動檢測PWM信號是否懸空。若檢測到PWM懸空，系統(tǒng)會認(rèn)為該相Power stage未焊接好，從而忽略該相，其余相正常工作。在實際工作過程中，IS6203A支持Fault-handling behavior功能。當(dāng)某一相Power stage發(fā)生Fault時，控制器可檢測并丟掉該相，而其余相繼續(xù)正常工作。

下面是實際工作中某一相Power stage觸發(fā)了OTP，第一相觸發(fā)OTP時，首先把Tsen拉高至3.3V，同時Power stage不再響應(yīng)控制器的PWM信號，隨后把Imon電壓降到REF=0.8V，也就是Imon=0A， 控制器收到Tsen和Imon信號后立刻把PWM信號轉(zhuǎn)到三態(tài)。下圖為IS6203A觸發(fā)OTP保護時的波形：

02高效率

IS6203A支持自動升降相（APS）功能，根據(jù)負(fù)載電流的大小保持工作在最優(yōu)的相數(shù)上，這從而顯著提高輕載時的效率，同時在重載時全通過相工作充分改善熱性能設(shè)計。以下為負(fù)載電流增大時相數(shù)變化的波形圖：

在Vin=12V，Vout=0.7V的情況下，使用8相工作，F(xiàn)sw為600kHz，開啟和關(guān)閉自動升降相（APS）功能的效率對比曲線如下：

在Vin=12V，Vout=0.7V的情況下，使用10相工作，F(xiàn)sw為600kHz，開啟和關(guān)閉自動升降相（APS）功能的效率對比曲線如下：

03快速動態(tài)響應(yīng)

IS6203A的瞬時動態(tài)調(diào)節(jié)可適應(yīng)后端負(fù)載快速跳變的應(yīng)用場景，當(dāng)后端負(fù)載快速變化，電壓改變范圍較小，Vpeak-peak值為214.4mV，完全滿足客戶使用要求，具體測試條件如下：

Vin=12V, Vout1=1.8V, LL=0.5mohm

Istart=60A, Iend=430A, Slew rate=960A/us

Load frequency=2kHz, Duty cycle=50%

Cout=7868uF (MLCC: 49*100uF+16*47uF+79*22uF+8*1uF，POSCAP: 1*470uF)

圖為動態(tài)測試波形圖

04高精度電流Imon匯報

下圖是IS6203A測試出來的Imon匯報曲線，Imon精度能夠達(dá)到±3%，提供精準(zhǔn)的電流監(jiān)測能力。

圖為動態(tài)測試波形圖

兼容性測試

IS6203A可搭配我司的70A/90A/100A Power stage使用，同時支持上市場上主流的Power stage方案的應(yīng)用。在多個各主平臺上，已通過驗證的方案如下：

【關(guān)于長工微】

東莞市長工微電子有限公司成立于2016年5月，坐落于東莞松山湖，擁有專業(yè)技術(shù)團隊，堅持自主正向研發(fā)，致力于高性能低壓大電流電源芯片設(shè)計。針對XPU供電領(lǐng)域的國產(chǎn)空白，推出全套6A-1000A電源解決方案，打破了國外芯片壟斷的現(xiàn)狀。產(chǎn)品包括開關(guān)電源、多相控制器、智能功率級、電源模塊等，可廣泛應(yīng)用于服務(wù)器、計算機、通訊、消費電子等市場。