隨著AI技術的快速發展,CPU核心數量不斷增加,數據處理需求呈指數級增長,傳統DDR4內存的帶寬和能效已逐漸成為系統性能的瓶頸。DDR5作為下一代內存標準應運而生,旨在滿足數據中心、高性能計算及高端計算機對更高速度和更大容量的迫切需求。而新一代存儲技術的變革與發展,對電感器的產品尺寸、電氣性能等也提出了更高的要求。
一、DDR5對電感器的需求
DDR5 是第五代雙倍數據率內存技術的縮寫。它是計算機系統中用于存儲數據的一種高速隨機訪問內存類型。相對于 DDR4內存,DDR5的帶寬和傳輸速度比 DDR4提高了近 2.5 倍,這使得DDR5能夠處理更多的數據,提升系統性能。DDR5單條最大容量可達到甚至超過128GB,適合人工智能、數據中心等對大內存有需求的場景。另外,DDR5在50%峰值電流負載下電源轉換效率要求高于92%,高于DDR4 的90%轉換效率。總體來看,DDR5數據傳輸速度更快、功耗更小、效率轉換要求更高、內存容量更大。
與 DDR4 將主要電源管理芯片放在主板上不同,DDR5 內存模組集成了電源管理芯片PCIM。正是這一架構變化,使得電感器的作用和性能要求也發生了改變。其對電感的主要需求如下:
更高的工作頻率:DDR5 的 PMIC 采用開關電源架構,為了實現更高轉換效率和更快的瞬態響應,其開關頻率更高(1MHz 以上)。電感器需具備高頻特性,在高頻率應用下保持穩定的磁特性,即低磁芯損耗。
更高轉換效率、更低損耗:DDR5高于92%的電源轉換效率,要求電感器具有更低的直流電阻和更低的磁芯損耗。在高頻開關下,磁芯的磁滯損耗和渦流損耗必須最小化。
更高的飽和電流:DDR5內存顆粒的工作電壓更低,但數據處理量更大、速度更快,導致其瞬間峰值電流很高且波動劇烈。優異的飽和電流特性使電感器可以處理瞬間高峰值電流,避免電感器失效。
更小尺寸、更高功率密度:DDR5的PMIC及其周邊的無源元件都直接集成在內存條上,PCB板空間極其有限。且每個內存條上都有多相電源,需要用到多個電感,這推動了電感向小型化、輕薄化、高功率密度發展。
二、小尺寸一體成型電感KSTB系列
為滿足終端客戶對DDR5電感的需求,科達嘉通過自主研發和技術創新,推出多個系列小體積、高效率和低損耗電感產品。其中,KSTB系列一體成型電感憑借小尺寸、高功率密度、高可靠性等特點,精準匹配DDR5內存設計需求,助力DDR5的升級發展。
KSTB一體成型電感目前推出了三個系列,分別是KSTB201610、KSTB252012、KSTB322512。其中,KSTB201610系列電感尺寸僅2.0mm x 1.6mm x 1.0mm。KSTB系列電感采用扁平線繞組+金屬磁粉芯壓鑄,具有低損耗、高效率、應用頻率寬等特點,電感值范圍0.10~4.70μH,飽和電流2.30~12.00 A,電阻值范圍4.0~115 mΩ。

表一:KSTB系列電感主要規格尺寸

科達嘉KSTB系列電感從結構、材料和工藝上進行了全面優化,其主要特性如下:
1.一體成型結構,超低蜂鳴噪音
一體成型結構設計,有效抑制了傳統電感因磁芯與線圈間隙或磁致伸縮引起的振動噪音,實現了超低蜂鳴噪音。這對于需要安靜運行環境的服務器、存儲設備以及消費類電子產品而言,是提升用戶體驗的關鍵。
2.高效率、低損耗,高頻性能卓越
電感采用扁平線圈繞組與低損耗磁性粉末壓鑄技術,具有極低的直流電阻(DCR)和磁芯損耗。同時,電感器具有高頻特性,在寬頻率范圍內保持高效率,特別適用于高頻開關電源應用,顯著降低系統整體能耗和溫升。
3.輕薄小巧,節省空間
KSTB系列電感最小尺寸2.0 x 1.6 x 1.0 mm,輕薄型設計實現高密度貼裝。
4.底部電極,精進布局
底部鍍層引腳設計,節省占板空間,為復雜的電路設計提供了靈活性。
5.磁屏蔽結構,抗電磁干擾性能強
磁屏蔽結構設計,抗電磁干擾(EMI)性能強勁。助力產品輕松通過嚴格的EMC測試,并提升整個系統的運行穩定性。
6.適應嚴苛環境,產品穩定可靠
工作溫度-55℃ ~ +125℃,能應對各種嚴苛的工作環境,確保在寬溫條件下依然保持穩定的電氣性能。
三、應用領域
KSTB系列電感的輕薄尺寸、卓越電氣特性使其成為眾多領域的理想選擇,主要應用如下:
? DDR5內存條、固態硬盤
?CPU/GPU處理器
?噪聲抑制與濾波電路
?網絡通信及數據存儲系統
四、生產情況
產品符合RoHS、REACH、無鹵等環保要求。
審核編輯 黃宇
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