芯片电容的新选择——公司推出硅基芯片电容器

一、产品简介

硅电容器（Silicon Capacitors）是一种基于半导体制造工艺，融合了MOS工艺与MEMS技术，通过微纳米级结构设计制造的电子元件，它突破了传统MLCC和SLCC的性能边界，为射频微波电路、高性能数字IC、精密模拟电路等对电子元器件性能、稳定性和集成度要求极高的应用场景提供了新的电容解决方案。

硅电容按内部结构特点可分为2D硅电容器和3D硅电容器。2D硅电容器是一种以高掺杂硅作为电极和基底，通过化学气相沉积或热氧化在其表面生成介质层的电容器。3D硅电容器是在2D硅电容器基础上，为了突破二维平面限制、追求更高容量密度而发展起来的具备特殊三维结构的产品。通过利用半导体微加工技术（特别是深硅刻蚀等MEMS技术）在硅衬底上制造出三维立体结构，从而增加介质层的有效面积来显著提升单位面积内的电容量。

二、产品特点

与传统电容器（如MLCC、钽电容）相比，硅电容具有以下显著优点：

Ø  超高精度：介质层是通过CVD或热生长形成的，厚度和成分非常均匀，电容值由面积和介质厚度决定，因此电容器的容值偏差可以做到非常小（可达±0.1%或更高）。

Ø  高温度稳定性：硅电容产品采用氮化硅或二氧化硅作为介质材料，在-55℃～150℃的温度范围内，温度系数仅为±100ppm/℃。

Ø  优异的高频特性：硅电容使用的介质材料和结构特点，使其具有很低的等效串联电阻（ESR）和等效串联电感（ESL），其在很宽的频率范围内保持容量的稳定性。

Ø  高长期可靠性：硅电容采用半导体薄膜工艺，可保证介质致密性与均匀性，电容器长期可靠性、批次一致性优异。

Ø  高容量密度：3D硅电容通过在垂直方向上构建三维结构（如深沟槽等），极大地增加电极的有效面积，单位面积电容量较2D硅电容器可提升10～100倍，实现进一步小型化的同时保留了上述高精度、高稳定性、优异的高频性能和高稳定性的特点。

三、应用领域

Ø  高端通信设备：5G基站、射频功放、光模块、网络设备等中的射频电路和高速数字处理单元。

Ø  汽车电子：电动汽车和智能驾驶系统，如发动机控制单元、车载信息娱乐系统、高级驾驶辅助系统（ADAS）、激光雷达（LiDAR） 等对温度和可靠性要求高的场合。

Ø  工业与医疗电子：工业自动化控制系统、医疗设备（特别是植入式医疗设备），这些应用对元件的长期稳定性和可靠性有极致要求。

Ø  航空航天与国防：用于航空电子系统、飞机发动机控制等对温度稳定性要求较高的电路中。

四、产品结构和电极形式

公司硅电容分为2D硅电容和3D硅电容，采用在二维平面结构或具有沟槽结构的三维立体结构上沉积介质材料，并覆盖金电极作为引出端，形成可金丝键合的微组装用硅电容或表面贴装（SMT）用硅电容。

1、硅电容器内部结构

2、2D硅电容产品电极形式

3、3D硅电容产品电极形式

五、产品典型容值范围

1、2D硅电容典型容值范围

2、3D硅电容典型容值范围

六、质量保证

基于硅电容产品特点，公司结合多年电容器开发、供货经验，制定了一整套质量保证方案。包括其介质层的质量评估、产品一致性评估、产品测试分选、寿命评估等。在生产、供货过程中，主要开展的检验项目如下：

七、产品安装方式

硅电容适配打线和SMT贴片安装工艺，可与各类半导体器件良好兼容，安装示意图如下。

八、小结

硅电容器并非要取代传统的MLCC，而是作为一种高性能、高稳定性电容器的补充技术，在特定的高端应用领域，尤其是需要与半导体芯片集成的场景中，发挥着重要作用。

公司深耕电容领域数十年，对电容产品有着深入的理解，公司拥有完善的电容制造以及可靠性检验设备和资质。公司基于对介电材料的认识和电容器应用的积累，开发了系列化的硅电容产品，为客户在高频、高稳定性电路领域应用提供更优的产品解决方案。