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芯片的納米工藝，大家可能不熟悉。但說(shuō)到手機(jī)處理器應(yīng)該不陌生，現(xiàn)有手機(jī)芯片一般用的是7納米工藝，網(wǎng)上說(shuō)三星在瞄準(zhǔn)3納米，而臺(tái)積電在布局4納米。這說(shuō)明芯片溝道會(huì)越來(lái)越按比例縮小，集成電路的核心電壓會(huì)降低。但是功率和頻率卻在提升，這對(duì)于電源完整性未來(lái)的挑戰(zhàn)會(huì)越來(lái)越大。
說(shuō)到電源完整性，先不說(shuō)電源復(fù)雜的互連系統(tǒng)，單電源分配網(wǎng)絡(luò)（PDN）部分在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中就需要足夠關(guān)注。

01

電源分配網(wǎng)絡(luò)包含從源端穩(wěn)壓模塊（VRM）到芯片，芯片分配電壓，再到電源路徑（單層直達(dá)或過(guò)孔轉(zhuǎn)換的幾個(gè)層面），最終流向使用芯片或終端設(shè)備。

電源路徑與信號(hào)路徑是有區(qū)別的，電源分配網(wǎng)絡(luò)中一個(gè)電源路徑可以在一個(gè)節(jié)點(diǎn)分成多個(gè)路徑，或者說(shuō)轉(zhuǎn)換成多個(gè)電源，終端掛多個(gè)元器件，可以理解為一對(duì)多。而信號(hào)路徑只能一對(duì)一。

既然電源分配網(wǎng)絡(luò)是為終端設(shè)備提供所需電源，那就是有要求，就需要對(duì)電源分配網(wǎng)絡(luò)管控。路徑上電壓是有變化的，那么電源分配網(wǎng)絡(luò)的電流就會(huì)有波動(dòng)，在這種情況下，就需要保持電源分配網(wǎng)絡(luò)阻抗低于目標(biāo)阻抗。

目標(biāo)阻抗的管控說(shuō)到底就是路徑管控。兩個(gè)因素：電源和地平面之間介質(zhì)盡量薄，盡量短而寬的走線。

02

下圖為消費(fèi)類(lèi)產(chǎn)品設(shè)計(jì)電源部分的實(shí)際情況圖：

板級(jí)電源分配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的頻率范圍約從 1MHz 到 100 MHz。這正是電路板平面和多層陶瓷貼片電容器( MLCC) 發(fā)揮作用的頻率范圍 。這也是仿真時(shí)，重點(diǎn)關(guān)注的頻率范圍。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，低頻率段由穩(wěn)壓模塊來(lái)平衡，高頻率段由芯片片選電容來(lái)解決，中間的頻段就是板級(jí)來(lái)管控。

我們說(shuō)的PDN設(shè)計(jì)一般就是指在PCB板級(jí)上給電源提供低阻抗路徑。這里面還有電容擺放位置、電容不同容值