尚阳通科技生产的超级结MOSFET已经发展到第三代技术水平
通用服务器功能是接收网络上其他客户终端提交的服务请求，并进行响应的一类计算机，特点是处理能力强、可靠性高、可扩展性好。随着云服务应用不断丰富，越来越多的大中型企业将逐步采用混合云或私有云来代替传统的数据中心，这将产生对服务器的巨大需求，据报告，2015 年国内服务器销售额达到 491.2 亿元，同比去年增长 14.9%，预计到 2018 年市场销售额有望达到 871 亿，年复合增长率维持20%左右。
图1，全球以及中国服务器市场
随着中美贸易争端的加剧，国产替代重新被提起；国家对信息安全的重视也日益提高，而且随着国产服务器性能、稳定性的提高，已经完全有能力替代国际品牌。另外由于本土供应商能够更加灵活地为客户服务，使得国内品牌服务器市场占有率不断提高。而电源作为服务器设备的心脏部件，其市场容量也逐年提高。同时电源的可靠性，效率仍然是重要的技术课题。据数据统计，预期到2020年仅美国数据中心消耗电力将增加400亿千瓦时，所以电源效率的提高将带来非常可观的能源节省。图2为电源80 Plus认证标准，服务器电源普遍要求电源效率可以达到白金标准。
图2，80Plus认证标准
功率MOSFET作为电源中的核心元器件，其特性决定了电源的可靠性以及效率指标。尚阳通科技生产的超级结MOSFET已经发展到第三代技术水平。在第二代技术pitch5-6um的基础上，超级结MOSFET的pitch距离进一步减少到4-5um，如图3所示。随着pitch距离的减少，第三代MOSFET的单位面积导通电阻相比较于第二代有明显下降。如图4所示，尚阳通第二代超级结MOS的FOM1为20mR/mm^2；通过工艺设计的迭代更新，第三代FOM1已经达到了12.9mR/mm^2, 单位面积导通电阻可以下降40%，并达到了世界领先的水平。通过此参数的降低，尚阳通可以在相同的封装中实现更低的Rdson，为客户提供更低成本更高效率的解决方案。
图3，MOSFET pitch发展
图4，尚阳通超级结MOSFET FOM1发展
尚阳通同时采用专利的栅极结构，可以控制门级电荷和开关速度。众所周知Ciss，Crss均对开关速度具有重要影响，尚阳通通过调节栅极结构，可以调整寄生电容大小，实现对器件开关速度的调整，满足不同客户需求。例如通过增加栅极面积，增加输出Crss电容，进而降低开关速率，满足客户对EMI的高要求。尚阳通通过专利的设计方法，根据客户的不同需求，推出了第三代N系列和F系列的超级结MOSFET，以满足客户不同的要求。其中N系列为普通版MOSFET，F系列为高速版MOSFET。其对应的FOM2=Qg*Rdson已经达到业内领先水平，如图5所示，可以满足客户更高效率，更低能耗的要求。
图5，尚阳通第三代产品FOM2位置
相比较于第二代产品，第三代N系列考虑系统的兼容性，可以较好的兼容客户现有产品，满足客户对驱动和EMI的适应性要求。F系列以其最优的开关速度，极低的栅极电荷，实现客户对高效率，高功率密度的要求。图6是N系列和F系列开关波形比较，可以看到，第三代F系列产品开通和关断速度可以明显提高，可以显著减少开关损耗；而N系列可以以较优的dvdt帮助客户提升EMI表现，也更易于兼容客户系统。图7是不同Rg下F和N系列开关损耗比较，可以看到，通过采用F系列产品，开关损耗可以降低30%以上，可以帮助客户显著提高电源效率。
图6，N系列和F系列开通与关断波形
图7，不同驱动电阻下开关损耗比对
图8是1800W电源拓扑结构和分别采用尚阳通90mΩ产品的效率曲线。PFC采用传统boost整流线路，DCDC采用高效的半桥LLC结构。分别采用尚阳通90mR产品测试效率可以看到在重载区间范围内（100A~135A），效率均高于93%，峰值效率超过94.5%。
图8， 1800W矿机电源结构和效率曲线
结论：尚阳通推出了第三代高压超结MOSFET，并依托专利技术设计N和F系列不同产品，以满足不同客户需求。N系列着重系统兼容性设计，提供客户友好的设计界面；F系列产品以其高开关速度帮忙客户提高电源效率，并减低电源成本。
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原文标题：第三代超级结SNOW MOS助力提升服务器电源性能和效率，降低电源成本
文章出处：【微信号：eet-china，微信公众号：电子工程专辑】欢迎添加关注！文章转载请注明出处。
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