前言
在当今的科技时代，电子元器件无疑是我们生活中不可或缺的一部分，而其中的芯片更是随处可见。无论是我们手中的智能手机、家用电器，还是汽车、航空航天等高科技领域，都离不开芯片的应用。而芯片封装作为保护和增强芯片功能的重要一环，主要任务是保护芯片内部微小而精密的电路、连接线和电子元件，使其免受外界环境的影响，确保芯片的稳定性和可靠性。
Alpha and Omega Semiconductor（中文名称万国半导体，以下简称：AOS）作为一家从事功率半导体的研发和生产的高技术企业，其用于电池保护的小型CSP封装MOSFET产品已累计四十亿颗出货。充电头网独家专访到了AOS市场部副总裁冯雷博士，为我们深入解读AOS公司CSP产品的技术优势，尤其专注于最新的MRigid CSP技术优势，以及目前适用于快充的电池保护芯片领域的发展现状和趋势。
MRigidCSP 封装技术
目前的高端手机电池保护市场上，CSP已经成为比较常见的封装类型。而随着芯片尺寸的不断缩小和功能的不断集成，该封装技术在机械强度、性能等方面的需求已不再满足要求，而AOS新推出的MRigid CSP封装技术跟传统的CSP封装相比又有什么优势呢？
随着设备对充电电流需求的增加，更低的电阻成为了提高性能的关键。在标准的WL-CSP、AlphaDFN等封装中，当共漏极MOSFET被应用于电池管理系统时，芯片衬底可能会增加相当一部分的导通电阻。虽然减少衬底厚度可以有效降低总电阻，但这会严重牺牲产品的机械强度，可能导致在PCB组装的回流过程中承受更大应力，从而引发芯片变形甚至裂纹，最终导致应用故障。
针对MRigid CSP封装技术，冯雷博士是这样描述的：“传统的CSP由于本身结构的限制， 没办法同时兼顾低导通内阻和机械强度的性能， 因为这两者是矛盾的， 更低的导通内阻需要更薄的硅衬底，而机械强度则需要更厚的衬底来承担。AOS的MRigid CSP是把这两种性能分开来做，我们用先进的晶圆工艺，超薄芯片加工工艺来实现更低的导通内阻， 同时用背面加强材料来解决机械强度的问题。 AOS先进的前道和后道制程能把这两者完美的结合起来，为客户提供更小尺寸、更高效、更可靠的解决方案”。
简单来说，MRigid CSP技术允许衬底变得更薄，以减少寄生电阻，并为高充电电流提供更低的电阻路径。为了确保在PCB组装和整个产品生命周期中维持必要的机械强度，同时在SMT回流焊过程中MRigid CSP的封装翘曲较少，引入了专门的背面强化结构，从而保障了MOSFET的耐久性。这种封装技术成功满足了快速充电移动设备对于更小型、高性能、双向MOSFET的日益增长的需求。通过解耦机械和电气性能的设计要求，可在设计过程中更灵活地进行参数调整，从而实现了两者的有效平衡。
所以相比于传统CSP, 在实现同样的导通内阻的情况下，MRigid CSP尺寸可减少33%以上；相比于竞争对手同样尺寸、导通内阻的产品，MRigid CSP的机械强度优于竞争对手7倍以上，在过高温回流焊后器件的翘曲程度也低于竞争对手3倍以上。带给客户的价值，在实现进一步提高充电效率，降低电池温升的同时，大大降低了客户产线生产过程中操作超薄CSP芯片的难度，避免器件翘曲导致的焊接不良问题。
市场竞争与技术合作
充电头网专访了解到，在过去十年中，AOS在持续不断地拓展客户群和提升产能准备，产品线从2012年的第一个CSP开始，逐渐发展到2015年推出的AlphaDFN，进一步到现在的MRigid CSP。技术实力和创新也在市场上不断得到认可，尤其是在手机行业中，充电头网在往期的拆解案例中发现苹果、小米、vivo、oppo和荣耀等手机厂商均采用AOS CSP产品。
三星历来在市场份额上占据着主要地位，最近也开始采用CSP封装技术，AOS也一直在与三星合作，现在已经成为他们的主要供应商之一。因此，在手机电池保护用CSP产品的市场占有率上，AOS持续保持着领先的市场地位。
产能建设与供应链发展
当谈论到产能建设与供应链发展时，冯雷博士表示：得益于CSP封装技术的优势，众多客户对AOS的产能非常依赖，AOS也高度重视自身的产能建设。AOS自2002年起成为MOSFET产业全球首家采用八英寸晶圆制造的厂家。继而，在2008年，实现了上海松江区封装和测试工厂全资子公司化。2012年，在美国俄勒冈州收购了8寸晶圆厂，并对其进行了全面技术改造。2016年，主导建立了AOS重庆成为产业第一家专用于功率器件的12英寸晶圆厂，并于2020年开始量产12英寸功率半导体用晶圆。
同时，AOS积极拓展同业界领先晶圆代工厂的合作伙伴关系。目前，针对绝大部分客户的需求，形成了自有产能与合作产能共同增长，国内产能国外产能互补，8英寸12英寸产能互换的供应链布局。因此，在整体供应能力，风险回避，应对灵活性上，进一步提高了对全球客户的支持力度，强化了公司在行业中的领先地位。
冯雷博士表示，回溯至2018年，全球能生产功率产品的12英寸工厂寥寥无几，AOS是第二家，同时也是全球第一家专门为功率半导体提供服务的厂商。AOS自成立之初就秉持着敢为天下先的精神，积极推进先进工艺在功率半导体中的应用。同时，严格的质量控制是功率半导体产品的重中之重。在电池保护应用中尤是如此。AOS的CSP产品经过严格的出厂测试和可靠性检验。巨大的累计出货量、极低的失效率，更是提供了可信的品质控制指标。
应用拓展与行业影响
在技术积累和客户关系方面，AOS已走过了很长的路。从2017年开始，随着全球客户布局的基本完成，CSP产品累计出货量持续增长。产品应用领域更是进一步涵盖了各种应用场景，从耳机、手表、智能手机、手环到虚拟现实设备等领域——— AOS也将持续提供技术支持和解决方案，同时期望吸引更多关注，推进整个行业向前发展。
关于AOS
Alpha & Omega Semiconductor Co., Ltd.(简称AOS)成立于2000年9月，纳斯达克IPO 2010.4(AOSL)，总部位于美国加利福尼亚州的硅谷，是全球一家集半导体设计、晶圆制造、封装测试为一体的从事功率半导体的研发和生产的高新技术企业。2023年全球总员工人数达2400余人，主要产品包括完整的Power MOSFET、IGBT、IPM、TVS、SiC、Power IC、高压栅极驱动器以及数字电源产品系列。
截至2023年9月，AOS拥有全球1909项专利以及161项待批专利，业界独特功率MOSFET技术，能够不断地引入创新产品，扩大市场占有率以及行业内快速成长，以满足先进电子产品日益复杂的功率要求。
目前AOS在全球设立了研发、生产及经营网络，包括美国、台湾、韩国研发中心，位于美国俄勒冈州的8寸晶圆厂，上海松江封装及测试厂以及与重庆政府合作的国内第一条功率器件12寸晶圆及封测厂。在CEO张钧平的带领下，AOS 已经进入高速发展的阶段，并成为功率半导体市场的主力军。
