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SerDes芯片電源去耦網(wǎng)絡(luò)MLCC的選型與布局研究
在高速SerDes芯片向更高速率發(fā)展的進(jìn)程中，電源完整性成為影響信號(hào)質(zhì)量的關(guān)鍵因素。平尚科技基于AEC-Q200車規(guī)認(rèn)證的MLCC技術(shù)，針對(duì)SerDes芯片電源去耦需求開(kāi)發(fā)的專業(yè)解決方案，通過(guò)精準(zhǔn)的容值搭配和科學(xué)的布局設(shè)計(jì)，在25Gbps及以上傳輸速率下將電源紋波控制在10mV以內(nèi)，同時(shí)將電源地噪聲降低至-70dB以下。該方案采用0201、0402等小封裝MLCC組合，在-55℃至+125℃工作溫度范圍內(nèi)容值變化率控制在±5%以內(nèi)，等效串聯(lián)電阻（ESR）穩(wěn)定在2mΩ以下，為高速SerDes芯片提供潔凈的電源環(huán)境。
在選型策略上，不同容值的MLCC展現(xiàn)出明顯的頻率特性差異。100nF MLCC在100MHz頻率范圍內(nèi)提供有效的去耦效果，而1nF MLCC在1GHz以上頻段仍能保持較低的阻抗特性。某32Gbps SerDes芯片采用平尚科技的MLCC組合方案后，在28GHz頻段的電源噪聲從-55dB改善至-72dB，誤碼率降低一個(gè)數(shù)量級(jí)。平尚科技通過(guò)創(chuàng)新性的材料配方和工藝控制，雖然0201封裝MLCC的成本比0402封裝高15%，但使芯片周邊的布局密度提升40%，更有效地抑制高頻噪聲。
在容值搭配方面，平尚科技提出金字塔式選型方案。基礎(chǔ)層采用22μF和4.7μF大容量MLCC，負(fù)責(zé)低頻段去耦；中間層使用100nF和10nF中等容量MLCC，覆蓋中頻段需求；頂層配置1nF和100pF小容量MLCC，確保高頻段性能。這種分級(jí)配置使電源網(wǎng)絡(luò)在10kHz-10GHz范圍內(nèi)保持較低的阻抗特性。
針對(duì)不同的SerDes芯片架構(gòu)，平尚科技提供定制化的布局方案。對(duì)于全差分架構(gòu)，建議在電源引腳0.5mm范圍內(nèi)放置2-4顆100nF MLCC；對(duì)于帶片上穩(wěn)壓器的架構(gòu)，推薦在穩(wěn)壓器輸入和輸出端分別配置不同容值的MLCC；對(duì)于多通道SerDes芯片，則要求在每組電源引腳附近都布置完整的去耦網(wǎng)絡(luò)。所有布局方案都經(jīng)過(guò)電源完整性仿真驗(yàn)證，確保實(shí)際效果。
在實(shí)施過(guò)程中，平尚科技特別關(guān)注布局細(xì)節(jié)。要求MLCC盡可能靠近芯片電源引腳，距離控制在1mm以內(nèi)；使用極短的過(guò)孔連接到電源平面；避免在高速信號(hào)線正下方布置MLCC。這些措施使去耦網(wǎng)絡(luò)的寄生電感降低50%，充分發(fā)揮MLCC的高頻特性。
電源完整性是高速信號(hào)傳輸?shù)幕A(chǔ)保障。平尚科技通過(guò)MLCC的科學(xué)選型和優(yōu)化布局，為SerDes芯片提供了可靠的電源去耦解決方案。隨著傳輸速率的不斷提升，這種系統(tǒng)化的電源完整性設(shè)計(jì)方法將成為高速電路設(shè)計(jì)的重要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
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