最近，功率半導體，乃至整個半導體行業的一件大事是：電氣與電子工程師協會（IEEE）將IEEE里程碑獎（IEEE Milestones）頒發給了意法半導體，以表彰其在超級集成硅柵半導體工藝技術方面的開創性貢獻，具體標的就是單片多硅技術（Bipolar-CMOS-DMOS，BCD）開拓性研究成果和商業化應用。

重量獎項意義非同小可

5月中旬，在意法半導體Agrate工廠舉行的現場/線上揭牌儀式上，IEEE意大利分部人道主義活動委員會協調員兼前任秘書Giambattista Gruosso和意法半導體總裁兼首席執行官Jean-Marc Chery共同揭開了IEEE里程碑牌匾。

牌匾上的內容如下：

IEEE里程碑

單片多硅技術，1985年

SGS（現為意法半導體）率先采用單片集成雙極型晶體管、CMOS晶體管和DMOS晶體管（BCD）的超級集成硅柵極工藝，解決復雜的、有大功率需求的應用設計難題。首個BCD超級集成電路L6202可以控制最高60V-5A的功率，開關頻率300kHz。隨后的汽車、計算機和工業自動化廣泛采用了這項工藝技術，讓芯片設計人員能夠靈活、可靠地單片集成功率、模擬和數字信號處理電路。

意法半導體總裁、首席執行官

Jean-Marc Chery表示：

80年代初，智能電源還是一個獨樹一幟的概念，我們有遠見和眼光的天才技術團隊認識到智能電源的價值，創造了一項非凡成就，將雙極晶體管的高精度功能與CMOS數字控制和DMOS的高功率整合成一顆芯片。

時至今日，過去了35年，經歷了9次技術迭代，我們生產了500萬片晶圓，售出了400億顆芯片。去年一年，我們就售出近30億顆芯片。IEEE里程碑牌匾意味著ST的BCD技術將被寫進推進人類發展的科技史冊，對此，我們的自豪無以言表。

遠不止這些應用

從推出BCD工藝至今，30多年來，其產品已涵蓋智能駕駛（引擎管理ABS、氣囊、ESP、汽車收音機、車輛電氣化、充電樁）、智慧工業（電機控制、照明、工業顯示、電力線調制解調器、生物醫學應用、超聲心動圖），以及智能家居和智能設備（音頻放大器、無線充電器、電源、AMOLED顯示器、打印機、硬盤驅動器）等數不盡的終端應用，讓整個電子行業經歷了顛覆性變遷。

BCD技術的起源

今天的ST，已是一個擁有46，000名半導體技術的創造者和創新者，掌握半導體供應鏈和最先進的制造設備的頭部企業。作為一家獨立半導體設備制造商，ST與超過十萬客戶、數千個合作伙伴一起研發產品和解決方案，共同構建生態系統，幫助他們更好地應對各種挑戰和新機遇，滿足世界對可持續發展的更高需求。ST的技術讓人們的出行更智能，電力和能源管理更高效，物聯網和5G技術應用更廣泛。

回溯到上世紀八十年代初期，半導體行業已經歷了50年代的雙極（bipolar）、60年代的CMOS（互補金屬氧化物半導體）和70年代的DMOS（雙擴散金屬氧化物半導體）的三大技術創新。不過這些技術都是各自為戰，只服務于自己的一畝三分地。

雙極技術非常適合模擬功能的半導體器件，一般用于功率稍大的電路，具有截止頻率高、驅動能力大、速度快、噪聲低等優點；但集成度低、體積大，功耗也大；

CMOS技術制造的數字功能半導體器件具有集成度高、功耗低、輸入阻抗高等優點，驅動邏輯門能力比其他器件強很多；

DMOS技術適合功率功能的器件，是目前應用最廣泛、最具代表性的功率器件，特別是DMOS單元組成的半導體場效應晶體管（FET）具有高電流驅動能力、低導通電阻和高擊穿電壓等特性。

能不能把三種用于不同應用的半導體技術整合在一起，發揮更大的作用呢？

1984年，ST（當時還是SGS Microelettronica）的工程師開始尋找解決各種電子應用難題的可靠方法。

他們的目標很多：

創造一種在一顆芯片上集成異質晶體管和二極管的技術，能夠提供數百瓦功率；

用邏輯控制功率，實現方式需要遵循摩爾定律；

最大限度地降低功耗，從而消除散熱器；

支持精確的模擬功能；以可靠的實現方式滿足廣泛的應用需求。

1985年以后，他們的研究成果開始逐步浮出水面。

“三明治”變身饕餮盛宴

ST的革命性的想法是做出一個半導體工藝的“三明治”：CMOS、DMOS和雙極三者為一，將3個已經很先進的工藝融合在一起，這就是BCD技術。

BCD是一種硅芯片上實現的多種技術。將三種技術組合于一個單工藝平臺，實現了四大功能：

在單片中集成雙極工藝高精度模擬晶體管、CMOS工藝高性能數字開關晶體管和高功率DMOS晶體管，更適合復雜的、有大功率需求的應用。這樣的器件在電源管理中融入了數據轉換、處理和執行功能。其打造的典型BCD產品可以提供所有關鍵功能，滿足廣泛的應用。制造方面形成了三大工藝，以滿足不同電壓范圍應用的要求。

優化的技術平臺為應用提供了最優的解決方案，BCD的持續創新保持了先進性能，新的功效更高的架構不斷涌現，包括新技術模塊、更好的光刻微影工藝、新興的存儲解決方案。

第一次成功證明

1985年，研發活動最終誕生了一種新的集成硅柵技術——BCD。在BCD研發過程中，研究人員克服了諸多挑戰，實現了突破性創新。他們用L6202芯片第一次證明了集成芯片的先進拓撲結構，可以將功率MOS連接在沒有散熱器的封裝中。

這種新的集成硅柵的多功率BCD在工藝架構方面對占用芯片面積最大的功率部分進行了優化，利用DMOS器件得到了許多其他電學和結構特性。由于高效硅柵隔離式DMOS晶體管的所有接點都在上面，可隨意將更多DMOS晶體管連接在一個緊湊的芯片上。而且，功率DMOS在直流條件下沒有驅動功耗，也沒有二次擊穿限制。

使用DMOS元件作為功率器件，可以在不消耗高功耗的情況下確保輸出功率，克服了阻礙功率開關小型化的大電流發熱問題。由于DMOS功率級有內續流二極管，因此不需要外部分立二極管，節省了元件。

創新遠不止這些。用硅取代金屬柵，增加了具有高精度模擬性能的雙極晶體管和功率MOS，結構簡單，成本更低，應用范圍更廣。器件兼容CMOS硅柵器件，開關速度非常快，保證高密度信號電路的安全性。

按照摩爾定律，將復雜的CMOS邏輯與現代微控制器集成在一起。一個器件實現各種功能，減少了電磁干擾，提高了器件可靠性。

這種模塊化技術允許添加更多非易失性存儲器、電流隔離、擴展kV功率范圍。集成電源管理、數據轉換、處理和驅動等功能有助于解決許多不同應用的難題。

憑借硅柵多功率BCD，ST采用自對準硅柵實現了符合摩爾定律的邏輯擴展。與傳統方法相比，采用新發明的硅柵多功率BCD技術的首個DC和步進電機全橋驅動器L6202非常先進。其工作電壓60V，電流1.5A時功耗僅為1.5W，開關頻率300kHz。該器件采用標準DIP封裝，在成本和緊湊性（無散熱片）方面具有很大優勢，達到了所有設計目標。這一新的可靠工藝技術讓芯片設計人員能夠在單個芯片上靈活、可靠地集成功率、模擬和數字信號處理電路。

值得一提的是，經過35年的生產，L6202衍生出了許多產品，至今仍在生產，名稱相同。

憑借其在“超越摩爾定律”半導體技術領域的多年積累，ST擁有為市場提供最佳BCD方案的技術實力。通過集成整合一系列創新技術的DMOS架構及世界一流晶圓廠的產能優勢，ST的BCD能提供同類最佳的性能和最先進工藝節點。

多年來，BCD技術已經證實了其在實現產品差異化方面的靈活性，電壓能力已擴展到1200V，兼容各種NVM解決方案、精密無源元件，最近甚至集成了電流隔離（6kV），拓寬了工業、蜂窩、汽車電氣化等應用領域。

IEEE里程碑牌匾放在哪里？

ST獲得的IEEE里程碑牌匾共有兩塊，分別放置在ST在意大利米蘭市近郊兩個曾經承擔多硅柵多功率BCD開發工作的Agrate工廠和Castelletto（卡斯特）工廠的大門口。據介紹，牌匾位置有全年24小時安全攝像頭監控和安保人員值守，離公共道路不遠。ST的員工、訪客和客戶每天都會經過這里進入ST公司，游客可以隨意觀看牌匾或拍照。

這里是ST超過55年以上商業活動的發源地，見證了大規模生產BCD器件的高潮。有機會去意大利米蘭，千萬不要錯過這一未來的網紅打卡地！

IEEE里程碑計劃頒發了多少牌匾？

IEEE是全球最大的致力于推動造福人類的技術發展的技術專業組織。IEEE的出版物、會議、技術標準以及職業和教育活動被廣泛引用，是航空航天系統、計算機和電信、生物醫學工程、電力和消費電子等各種領域可信賴的聲音。

1983年，IEEE創立了里程碑計劃，旨在表彰在獨特的產品、服務、有影響力的論文和專利中造福人類的技術創新和卓越成就。每一個里程碑獎都代表了一項至少是25年前在IEEE所代表的技術領域產生的、至少具有地區影響力的重要技術成就。目前，IEEE在全球范圍內批準并頒發了大約220塊IEEE里程碑牌匾。

原文標題：當之無愧的殊榮，ST BCD技術何以贏得IEEE里程碑獎

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責任編輯：haq