目前应用最广泛的模拟工艺技术非BCD（Bipolar-CMOS-DMOS）工艺技术莫属。2021年5月意法半导体（ST）凭借该技术的发明，获得了电气与电子工程师协会（IEEE）颁发的IEEE里程碑奖。以表彰其在BCD工艺技术方面的开创性研究成果和商业化应用。

多年来，BCD工艺技术已经证实了其在实现产品差异化方面的灵活性，电压能力已经扩展到1200V，且可以兼容各种NVM解决方案、精密无源元件，甚至还集成了电流隔离（6kV）。采用BCD工艺设计与制造的产品已经应用在了智能驾驶、智慧工业、智能家居，以及智能设备等数不尽的终端产品中。

特别是近年来发展火热的汽车芯片赛道，很多产品都用到了BCD工艺。据芯潮涌半导体（上海）有限公司总经理韩明介绍，汽车半导体中有很多器件都需要用到BCD工艺，比如驱动芯片中的智能高边、LED驱动、电机驱动、IGBT等驱动芯片；DCDC、LDO、PMIC等电源芯片；SBC等集成芯片；以及CAN、LIN等通讯芯片等。

韩明更进一步举例说，“汽车中常用的泵类智能驱动就需要用到BCD工艺与eFlash工艺；智能高边开关需要用到BCD工艺与VDMOS工艺；而高端的MCU/DSP，则需要用到高密度Flash工艺，以及高性能计算核心。”

在他看来，目前采用BCD工艺的芯片市场规模约100亿美元，主要的玩家分为两种，一种是IDM厂商，另一种是晶圆代工厂。但IDM厂商是主流。

BCD工艺的主要玩家都有谁？

目前BCD工艺技术水平最好的基本都是欧美公司，而且主要以设计、工艺制造为一体的IDM模式为主，其次为日本、韩国，中国台湾和大陆的代工企业。

主要的厂商包括：

美国：德州仪器（TI）、亚德诺半导体（ADI+Linear Technology）、安森美（ON Semi+Fairchild）、Littelfuse（IXYS）、格芯等； 

欧洲：意法半导体（ST）、恩智浦（NXP+Freescale）、Melexis-X-Fab、Bosch等； 

日本：东芝等； 韩国：东部高科（DB Hitek）和Key-Foundry等； 

中国台湾：台积电（TSMC）、联华电子（UMC）等； 

中国大陆：中芯国际（SMIC）、华润上华（CSMC）、和舰（HJTC）、华虹宏力（HHNEC），以及积塔半导体等。

| ST：BCD工艺的发明者
 

作为BCD技术的发明者，ST在BCD工艺技术的开发方面一直保持领先。目前他们有先进BCD、绝缘体上硅BCD和高压BCD三种BCD工艺平台。覆盖了5V至40V、40V至200V、200V至1200V、1200V至6000V；当前可用的工艺有高密度的BCD6/6s、BCD8s-AUTO、BCD8s-P、BCD9s，高电压工艺BCD6s-OFFLINE、BCD6s-SOI、BCD8s-SOI等。

此外，还有耐压至5V~50V的90nm BCD90工艺平台正在进行测试和审批，以及下一代40nm的BCD40nm工艺与高电压0.32微米的电流隔离（电容）10kV平台在开发当中。

| TSMC：首家采用12英寸晶圆生产BCD电源管理芯片的代工厂

TSMC的BCD工艺芯片具有更高的集成度、更小的占地面积、更低的功耗，涵盖0.6μm至40nm的节点。通过该工艺生产的客户芯片可提供更稳定、更高效的电源，消耗更少的能源，非常适合消费电子产品、通信设备和计算机等应用。

TSMC的12英寸0.13μm BCD Plus技术，与之前的0.13μm BCD技术相比，更具成本竞争力，已通过客户的工艺验证，并于2017年下半年开始生产。

其第三代0.18μm BCD工艺于2017年下半年开始量产，并于2018年通过AEC-Q100认证，成本比其第二代BCD工艺更低。

此外，TSMC还有90nm与40nm的BCD工艺平台可供客户选择。
 

| 联电（UMC）：深耕特色工艺

联电从2018年开始就宣布不跟进先进工艺，开始深耕特色工艺。BCD工艺就是联电深耕的特色工艺之一。

据悉，联电可以提供全面的晶圆级制造解决方案。其BCD技术可以在8英寸或12英寸晶圆制程中实现高达150V工作电压的电源管理IC设计。

其BCD平台具有晶圆专用设计套件(FDK)、ESD设计规范和元件设计样本、可靠度表现和安全操作区域(SOA)、嵌入式非挥发性存储器解决方案以及基本IP支持。

联电的BCD技术提供了多种额定电压，从0.35μm到55nm制成节点的各种电源管理IC解决方案，并设计了各种额定电压以满足各种要求。在其现有的逻辑/混合模式平台上，联电致力于针对EPI和non-EPI解决方案的长期技术路线图开发和技术投资，以解决差异化的应用需求。

BCD技术被广泛应用于具有多样化电源管理功能的现代电子设备中，例如DC-DC转换、LED驱动、电池管理、电机驱动IC等。联电的BCD技术使客户能够开发更节能的设备，以满足电子系统的节能要求。BCD平台提供了全面的元件和IP产品组合，以满足客户的各种需求。这些产品组合包括EPI和non-EPI p型基材上的元件，以及standard cell、I/O、OTP、MTP、ROM、eFuse和嵌入式非挥发性存储器（NVM）IP解决方案。
 

| Key Foundry：将推出更高工作电压的BCD工艺

Key Foundry可为工作电压在8V至150V之间的功率器件提供0.18微米BCD工艺。特别是100V或150V级别的高压功率器件，这些器件适合用来提高智能手机或笔记本电脑中电池充电IC的性能。

以使用USB-C型连接器的电池充电为例，使用之前60V BCD工艺设计的充电器IC的充电功率最高可以为100瓦，但如果使用的是150V BCD工艺，充电功率则可以增加到240瓦。这些高压器件还可用来设计大功率工业电机的驱动IC。  

Key Foundry 的0.18微米150V BCD工艺提供低导通电阻器件，以帮助其无晶圆厂客户在提高电源效率的同时缩小芯片的尺寸。对于电源供电控制和输出微调，该公司还可提供可选的存储器件，比如SRAM（静态随机存取存储器）、ROM（只读存储器）、MTP（多次可编程存储器）和OTP（一次性可编程存储器）。该公司还为客户提供电机精密控制所需的霍尔传感器器件，帮助他们实现高性能电机驱动IC的设计。

去年下半年，Key Foundry发布了用于低功耗PMIC的0.18微米30V非外延BCD工艺。与带EPI外延层的BCD工艺相比，新的0.18微米30V非EPI BCD工艺尽管去除了EPI外延层，但仍保持了同等性能。这个新工艺非常适合于与普通半导体相比需要更高电压，更高可靠性 和更高效率的功率半导体应用。能够适用于低功耗电源管理如智能手机和智能手表应用的 DC-DC 和充电芯片的生产。
 

| 华虹：BCD工艺业绩增长迅速

华虹半导体基于成熟的CMOS工艺平台，目前提供的BCD工艺平台电压涵盖1.8V到700V，工艺节点涵盖90纳米/0.13微米/0.18微米/0.35微米/0.5微米/0.8微米/1.0微米，在0.5微米、0.35微米、0.18微米节点上积累了丰富的量产经验。

在2022年，华虹的BCD工艺业务实现了高双位数增长，其中12英寸中低压90nm BCD工艺平台快速上量，成功应用于数字电源、数字音频功放等市场领域。随着汽车电子的发展，未来，华虹半导体将继续发挥在BCD和eNVM特色工艺上的技术优势，提供二者的集成方案，为智能化电源产品，打造高端车用电源管理芯片。
 

| 中芯国际：推出55nm BCD工艺

中芯国际有超过10年的模拟芯片/电源管理芯片大规模生产经验，技术涵盖了0.35微米到0.15微米。除了保持面向手机和消费类电子的低压BCD工艺平台持续升级外，针对工业和汽车应用的中高压BCD平台和车载BCD平台也在开发中，同时开展了90纳米BCD工艺平台开发，为高数字密度和低导通电阻的电源管理芯片提供解决方案。

中芯国际发布的2022年报中提到，55纳米BCD工艺平台第一阶段，90nm BCD工艺平台和0.11微米（硅基高压显示驱动平台）已经完成平台开发，并导入客户，进入小批量试产。

BCD工艺发展趋势

BCD 工艺技术的发展不像标准CMOS 工艺那样，一直遵循Moore 定律向更小线宽、更快的速度方向发展。

BCD 工艺大致朝着四个方向分化发展：低功耗、高压、高功率、高密度。

首先是低功耗，设备的续航能力与模拟器件的功耗直接相关，因此我们需要更低功耗的模拟器件；

二是高压BCD，即可以在同一芯片上同时制造高可靠性的低压控制电路和超高压DMOS 级电路， 可实现500-700V的高压器件的制作，但总体上BCD还是适合那些对功率器件尤其是BJT或大电流DMOS器件要求比较高的产品，可用于电子照明和工业应用的功率控制。

三是高功率BCD，电压范围在40-90V，主要用于需求大电流驱动能力、中等电压和简单控制电路的汽车电子。它的需求特点是大电流驱动能力、中等电压，而控制电路往往比较简单。

四是高密度BCD，电压范围为5-50V，个别汽车电子会到70V。可以在同一个芯片上集成越来越多的复杂和多样化的功能。高密度BCD采用了一些模块化的设计思路，从而实现产品多样化，主要用于汽车电子应用。

从各个IDM厂商与代工厂的发展路线图可以看出，它们正在加紧开发55nm、40nm的BCD工艺，但0.18微米与0.13微米仍然是主流，尤其在车规产品上。

此外，SOI工艺、DTI等工艺手段受限于成本，Silicon Wafer仍然是主流，代工厂把精力放在了提高耐压，降低Rdson上。