随着AI技术的快速发展,CPU核心数量不断增加,数据处理需求呈指数级增长,传统DDR4内存的带宽和能效已逐渐成为系统性能的瓶颈。DDR5作为下一代内存标准应运而生,旨在满足数据中心、高性能计算及高端计算机对更高速度和更大容量的迫切需求。而新一代存储技术的变革与发展,对电感器的产品尺寸、电气性能等也提出了更高的要求。

一、DDR5对电感器的需求
DDR5 是第五代双倍数据率内存技术的缩写。它是计算机系统中用于存储数据的一种高速随机访问内存类型。相对于 DDR4内存,DDR5 的带宽和传输速度比 DDR4 提高了近 2.5 倍,这使得 DDR5 能够处理更多的数据,提升系统性能。DDR5单条最大容量可达到甚至超过128GB,适合人工智能、数据中心等对大内存有需求的场景。另外,DDR5在 50% 峰值电流负载下电源转换效率要求高于92%,高于DDR4 的90%转换效率。总体来看,DDR5 数据传输速度更快、功耗更小、效率转换要求更高、内存容量更大。
与 DDR4 将主要电源管理芯片放在主板上不同,DDR5 内存模组集成了电源管理芯片PMIC。正是这一架构变化,使得电感器的作用和性能要求也发生了改变。其对电感的主要需求如下:
◾ 更高的工作频率:DDR5 的 PMIC 采用开关电源架构,为了实现更高转换效率和更快的瞬态响应,其开关频率更高(1MHz 以上)。电感器需具备高频特性,在高频率应用下保持稳定的磁特性,即低磁芯损耗。
◾ 更高转换效率、更低损耗:DDR5高于92%的电源转换效率,要求电感器具有更低的直流电阻和更低的磁芯损耗。在高频开关下,磁芯的磁滞损耗和涡流损耗必须最小化。
◾ 更高的饱和电流:DDR5 内存颗粒的工作电压更低,但数据处理量更大、速度更快,导致其瞬间峰值电流很高且波动剧烈。优异的饱和电流特性使电感器可以处理瞬间高峰值电流,避免电感器失效。
◾ 更小尺寸、更高功率密度:DDR5 的PMIC 及其周边的无源元件都直接集成在内存条上,PCB板空间极其有限。且每个内存条上都有多相电源,需要用到多个电感,这推动了电感向小型化、轻薄化、高功率密度发展。
二、小尺寸一体成型电感推荐
为满足终端客户对DDR5电感的需求,科达嘉通过自主研发和技术创新,推出多个系列小体积、高效率和低损耗电感产品。其中,KSTB、CSTB系列一体成型电感专为满足DDR5严苛要求而设计。电感经过优化处理,具备大电流承载能力、低损耗特性、高可靠性及紧凑布局,是现代DDR5内存模块的理想选择。
1、一体成型电感KSTB系列
KSTB一体成型电感目前推出了3个系列,分别是KSTB201610、KSTB252012、KSTB322512。其中,KSTB201610系列电感尺寸仅2.0mm x 1.6mm x 1.0mm。KSTB系列电感采用扁平线绕组+金属磁粉芯压铸,具有低损耗、高效率、应用频率宽等特点,电感值范围0.10~4.70μH,饱和电流2.30~12.00 A,电阻值范围4.0~115 mΩ。

表一:KSTB系列电感主要规格尺寸

2、一体成型电感CSTB系列
CSTB系列一体成型电感目前共推出了10个系列,最小尺寸1.6mm x 0.8mm x 0.8mm。该系列电感采用低损耗合金粉末压铸,具有低损耗,高效率,应用频率宽等卓越性能。轻薄型设计,节省空间,适合高密度贴装。电感值范围0.11~10.0 μH,饱和电流1.0~14.0 A,电阻值最小为7.0 mΩ。
表二:CSTB系列电感主要规格尺寸

三、产品特点
科达嘉小尺寸一体成型电感KSTB、CSTB系列从结构、材料和工艺上进行了全面优化,以满足DDR5等高功率密度方案设计对电感产品尺寸、电气性能的高要求。其主要特性如下:
1. 一体成型结构,超低蜂鸣噪音
一体成型结构设计,有效抑制了传统电感因磁芯与线圈间隙或磁致伸缩引起的振动噪音,实现了超低蜂鸣噪音。这对于需要安静运行环境的服务器、存储设备以及消费类电子产品而言,是提升用户体验的关键。
2. 高效率、低损耗,高频性能卓越
电感采用扁平线圈绕组与低损耗磁性粉末压铸技术,具有极低的直流电阻(DCR)和磁芯损耗。同时,电感器具有高频特性,在宽频率范围内保持高效率,特别适用于高频开关电源应用,显著降低系统整体能耗和温升。
3. 轻薄小巧,节省空间
尺寸一体成型电感采用轻薄型设计,其中,KSTB系列电感最小尺寸2.0 x 1.6 x 1.0 mm,CSTB系列电感最小尺寸1.6 x 0.8 x 0.8mm,使得DDR5能在紧凑的空间里实现高密度贴装,为复杂的电路设计提供了灵活性。
4. 磁屏蔽结构,抗电磁干扰性能强
磁屏蔽结构设计,抗电磁干扰(EMI)性能强劲。助力产品轻松通过严格的EMC测试,并提升整个系统的运行稳定性。
5. 适应严苛环境,产品稳定可靠
工作温度范围:-40 / -55℃ ~ +125℃,能应对各种严苛的工作环境,确保在宽温条件下依然保持稳定的电气性能。
四、应用领域
小尺寸一体成型电感CSTB、KSTB系列以其轻薄型设计和卓越电气性能,助力实现电源转换高能效,成为工程师在下一代计算系统中平衡性能、空间与成本的理想选择。其主要应用如下:
◾ DDR5内存条、固态硬盘
◾ CPU/GPU处理器
◾ 噪声抑制与滤波电路
◾ 网络通信及数据存储系统
五、生产情况
产品已批量生产,交期4-6周。
产品符合RoHS、REACH、无卤等环保要求。
如需了解产品详情,请访问科达嘉官网或联系科达嘉销售人员。