集成电路中集成大电感的技术背景
随着电子设备向小型化、高性能和低功耗方向发展，集成电路（IC）的设计面临前所未有的挑战。传统上，电感作为无源元件，因其体积大、难以在硅基芯片上实现而被排除在片上集成之外。然而，近年来，随着先进封装技术和新材料的引入，实现片上大电感成为可能。
1. 为何大电感难以集成于集成电路？
- 物理限制： 电感值与线圈面积、匝数及磁芯材料密切相关。在微米级尺度下，难以构建足够大的电感值。
- 寄生效应： 小尺寸线圈易产生显著的寄生电阻和电容，降低电感品质因数（Q值）。
- 热管理问题： 高电流通过电感时产生热量，而芯片内部散热能力有限。
2. 新型技术推动大电感集成
- 三维堆叠结构： 采用TSV（Through-Silicon Via）技术实现垂直互连，增加电感有效面积。
- 磁性材料集成： 在CMOS工艺中引入铁氧体或钴基磁性材料，提升磁导率，增强电感性能。
- 螺旋-平面-多层结构： 通过多层金属布线设计，形成高密度螺旋电感，提高自感系数。
未来发展趋势与应用场景
集成大电感的突破将极大推动无线电源传输、射频前端模块（RF Front-End）、DC-DC转换器等领域的进步。例如，在5G基站和可穿戴设备中，片上大电感可减少外部元件数量，提升系统可靠性与集成度。
