BCD 工艺（Bipolar-CMOS-DMOS）
PMIC 的"地基工艺"。把双极型（Bipolar）+ 互补 MOS（CMOS）+ 横向扩散 MOS（DMOS）三种器件在同一片硅上集成，是 DrMOS / 多相控制器 / PMBus 这类"模拟 + 数字 + 大功率"混合芯片唯一可用的工艺平台。
定义
| 器件 | 用途 |
|---|---|
| Bipolar（双极型） | 高精度模拟（基准源、运放、ADC） |
| CMOS | 数字逻辑 + 低功耗模拟（控制器、PMBus、寄存器） |
| DMOS（Double-Diffused MOS） | 大电流功率开关（MOSFET 上下管、Driver） |
三者集成在一颗芯片上 → PMIC 既能"算"又能"驱"还能"通讯"。
节点演进
| 工艺节点 | 主流玩家 | 应用 |
|---|---|---|
| 0.35-0.18μm | 大多数 PMIC | 家电、消费 PMIC |
| 130nm | Infineon / Texas Instruments | 服务器、汽车 PMIC |
| 90nm | Infineon / STMicroelectronics / 华虹 | 主流 DrMOS |
| 55nm | 芯联集成（国内首个）/ 台积电 | 高端 DrMOS、AI 服务器多相 |
| 40nm | 台积电 / STMicroelectronics | 下一代高频 PMIC |
55nm BCD 是当前 AI 服务器 DrMOS 的主流工艺需求 — 同时承载大电流、高频、PMBus 数字逻辑、Smart Power Stage 遥测。
为什么 BCD 难？
- 三种器件同时优化 — Bipolar 要高 fT、CMOS 要低漏电、DMOS 要低 RDS(on)，工艺窗口冲突
- 高压隔离 — DMOS 通常 12-100V，需要深 N 阱、深 P 阱、SOI 衬底
- 掩膜数多 — 一片 55nm BCD 掩膜可达 45-55 层（vs 普通 CMOS 28 层）
- 资本支出大 — 一条 12 寸 55nm BCD 产线投资 ￥80-150 亿
- 认证周期长 — 汽车规格需 3-5 年验证
在 AI 产业链中的角色
BCD 是 供电网络 与 半导体设备与核心材料 的关键交集：
- 晶圆代工方：华虹 / 中芯国际 / 台积电 高端 BCD 产能稀缺
- IDM/Fab-lite：芯联集成 自建 55nm BCD 线（国内首个）、STMicroelectronics / Infineon / Texas Instruments 自有 IDM
- Fabless PMIC：杰华特 / 晶丰明源 / 圣邦股份 通过华虹/中芯流片
玩家格局
国际 IDM
- STMicroelectronics — BCD 鼻祖，BCD9/BCD10 系列
- Texas Instruments — 自家 LBC 系列（功能等价 BCD）
- Infineon — Smart Power Technology
- NXP — A-BCD
晶圆代工
中国 Fab-lite / IDM
- 芯联集成 ★★★★★ — 国内首个 55nm BCD 集成 DrMOS 量产（2024）
演进趋势
- 节点微缩：90nm → 55nm → 40nm（性能 + 集成度）
- 高压扩展：12-30V → 60-100V（48V直流母线 适配）
- GaN-on-Si BCD 融合 — 把 GaN功率器件 与 BCD 同芯封装
- 嵌入式 NVM — BCD + eFlash → 存控制代码
- 国产替代 — 华虹/中芯/芯联集成产能扩张，2025-2027 国产 BCD 产能翻倍