华虹半导体90纳米BCD量产纪实

全球领先的特色工艺纯晶圆代工企业——华虹半导体有限公司宣布，其90纳米BCD工艺凭借高性能指标及较小的芯片面积等优质特色，受到众多客户青睐，在华虹无锡12英寸生产线已实现规模量产。

华虹半导体的90纳米BCD工艺拥有更佳的电性参数，并且得益于12英寸制程的稳定性，良率优异，为数字电源、数字音频功放等芯片应用提供了更具竞争力的制造方案。公司持续投入研发资源，不断提升90纳米BCD工艺平台技术优势，进一步丰富了CMOS及LDMOS的器件类型，使用户获得更强的设计集成度和灵活度，为客户提供性价比更优的晶圆代工解决方案。

华虹半导体拥有先进的模拟及电源管理IC工艺平台，涵盖0.5微米到90纳米工艺节点，可广泛应用于电源管理、工业控制、音频功放、室内外照明、汽车电子等领域，是DC-DC转换器、AC-DC转换器、LED照明和电池管理等产品的极佳工艺选择。

华虹半导体执行副总裁范恒表示，“智能化硬件种类与应用场景不断增多，对电源管理芯片的需求持续攀升，对电源管理芯片的性能要求也在不断提高。华虹半导体将持续深耕电源管理领域，加速发展技术布局与客户积累，进一步巩固和提升公司在电源管理应用领域的技术优势，不断拓展市场边界，赋能绿色‘芯’发展。”

什么是BCD？

BCD（Bipolar-CMOS-DMOS）技术是一种单片集成工艺技术，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的主流制造技术。

图片来源：ST官网

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。

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技术，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微米技术，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。这个新的可靠工艺技术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技术，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年并经历了九次技术迭代，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技术即将开始投产。

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