數字電源市場潛力無限,技術挑戰與未來趨勢如何?頭部企業領航市場,后發企業如何突破?一文帶您全面了解數字電源行業現狀與未來!
在2024年(第五屆)中國電子熱點解決方案創新峰會上,一場關于大功率數字電源應用與技術難點的深度探討吸引了眾多業內人士的目光。太原理工大學楊玉崗教授、中興通訊技術總工熊勇、東興電子銷售總監胡振等數字電源產業鏈上的高校教授與行業專家齊聚一堂,共同探索數字電源的未來走向與技術瓶頸。
電子峰會大功率數字電源論壇現場圖
數字電源之所以成為此次峰會的焦點,不僅因為它代表了電源管理技術的前沿方向,更因為它在當前科技日新月異的環境中扮演著至關重要的角色。
數字電源,磁性元件的熱門舞臺
作為利用數字信號對電源進行精準控制的開關電源,數字電源通過數字信號處理器或微控制器,結合先進的計算機算法,將數字信號轉化為模擬電壓輸出,從而實現了對電源參數的精細調控,這一領域如今已成為磁性元件大放異彩的舞臺。
近年來,隨著5G通信、數據中心、汽車電子等領域的迅猛發展,對電源管理的高效、穩定和智能化要求日益提高。在這一背景下,數字電源憑借其靈活的調控能力、高精度的輸出以及智能化的管理,成功應對了這些領域的復雜挑戰,并逐漸在市場上占據了一席之地。
特別是在物聯網、人工智能等新興技術的推動,以及國家政策的強力支持下,數字電源的需求如雨后春筍般迅速增長。據市場研究機構預測,數字電源市場將持續保持高速增長態勢,數字電源市場規模和影響力將不斷擴大。這一趨勢不僅展現了技術進步的成果,更預示著電源管理領域即將迎來一場深刻變革。
在這一變革中,磁性元件作為數字電源的核心組件之一,其重要性日益凸顯。隨著數字電源技術的不斷發展,磁性元件在提高效率、降低成本、增強穩定性等方面發揮著越來越關鍵的作用。因此,磁性元件有望成為推動數字電源技術進一步發展的重要力量。
中興通訊R2550 G6服務器 圖源中興通訊官網
四大趨勢,引領電源管理新未來
在電子峰會上,專家們共同探討了數字電源的四大核心發展趨勢,這些趨勢正逐步塑造著電源管理的未來格局:
1:集成化成為數字電源發展的顯著特征。
隨著電子技術的日新月異,數字電源系統的集成度正以前所未有的速度提升。相較于傳統電源系統中多個獨立模塊的拼湊,現代數字電源系統更傾向于將這些模塊高度集成至單一芯片或緊湊模塊內。
這一轉變不僅響應了市場對于小型化、緊湊化設計的迫切需求,更是在空間受限的應用場景中顯著增強了產品的市場競爭力。
2:智能化是數字電源發展的另一大趨勢。
隨著物聯網、大數據、人工智能等技術的快速發展,數字化技術將廣泛應用于電源的設計、生產和維護中,通過數據分析和遠程監控來提高生產效率并降低維護成本。
先進的控制算法和傳感技術將使電源實現智能化的控制,實時監測和調整運行狀態,從而提高穩定性和可靠性。
3:高效能是數字電源系統的重要發展方向。
隨著能源危機的加劇和環保意識的提高,數字電源系統的高效能需求日益迫切。通過采用先進的數字控制技術和材料,數字電源系統可以實現更高的能效和更低的損耗。
東興電子銷售總監胡振在電子峰會上強調,東興電子正致力于推動轉化效率的進一步提升與能耗的持續降低,以期在提升能源利用效率的同時,減少不必要的能源浪費。
4:高功率密度是當前數字電源解決方案的重要趨勢。
高功率密度電源能提供更高的功率密度和更小的體積,為廠家提供設計的靈活性。
中興通訊技術總工熊勇在會上分享道,中興通訊的大功率數字電源產品已能實現幾千安培的輸出,通過基礎模塊的并聯組合,輕松構建出更大容量的電源系統,從而顯著提升了系統的功率密度。
太原理工大學教授楊玉崗在電子峰會上分享
頭部企業領航 后發企業尋機突破
2024年,數字電源市場呈現出強勁的增長態勢,展現出廣闊的發展前景,吸引了眾多行業頭部企業的積極參與。
以AI服務器電源市場為例,Big-Bit產業研究室的調研數據顯示,臺達電子、光寶科技、中國長城等代表性企業在國內市場中的份額已接近75%。其中,臺達電子一家便占據了近35%的市場份額,顯示出其在該領域的強大競爭力。
在5G通信電源領域,市場競爭同樣激烈。華為、中興、中恒電氣、動力源、中達電通、核達中遠通以及維諦等頭部企業憑借其卓越實力,已經占據了運營商集采90%以上的份額,彰顯出它們在行業中的領先地位。
這些頭部企業的成功不僅為數字電源市場注入了新的活力,更為后續進入數字電源市場的企業提供了寶貴的經驗與啟示。它們依靠深厚的技術積累、卓越的品牌影響力以及廣泛的市場渠道,成功在市場中站穩腳跟,并引領著整個行業的發展方向。
隨著數字電源市場的持續壯大,對于后續入局的企業來說,積極學習頭部企業的成功經驗、不斷提升自身的技術實力和市場競爭力顯得尤為重要。只有這樣,它們才能在激烈的市場競爭中脫穎而出,實現穩健發展。
磁性元件面臨的機遇與挑戰
作為數字電源的核心部件之一,磁性元件在電源系統中發揮著至關重要的作用。隨著數字電源技術的不斷發展,磁性元件行業也面臨著新的機遇和挑戰。
新能源汽車電源 圖源東興電子官網
胡振坦言:“電源技術的飛速發展,對我們磁性元件企業提出了更高要求。為了應對這些挑戰,我們不斷創新。
例如,我們采用多層板PCB設計,顯著降低了變壓器的高度,同時提高了產品的一致性和整體性能。此外,我們還通過磁集成設計,將兩個獨立的器件調整為一個器件,借助磁耦合的特點,減小整體磁件的體積和材料用量,提高產品性能,同時降低磁件的成本。”
除了創新設計外,提升磁性元件的電壓和電流承受能力,以實現更高的功率密度,是東興電子的另一大研發重點。
通過采用高性能磁性材料、優化繞組設計以及增強散熱能力等措施,產品性能得到了顯著提升。同時,東興電子還引入了磁仿真技術,這一技術的運用大大縮短了研發周期,進一步提高了產品的競爭力。
東興電子銷售總監胡振在電子峰會上分享
面對AI服務器(數字)電源大幅度的電壓變化,傳統變壓器或平面變壓器需要設計大量的匝數,這不僅增加了PCB布線的復雜性,還帶來了散熱不均、損耗增加等一系列問題。
為了解決這一難題,太原理工大學的楊玉崗教授提出了高電壓低繞組匝比變壓器的設計理念。該理念旨在通過優化繞組結構和材料應用,實現在減少匝數的同時保持或提升變換效率,從而解決傳統變壓器在AI服務器(數字)電源應用中的不足。
第三代半導體開啟數字電源新篇章
第三代半導體材料如碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN)以其更寬的禁帶寬度、更高的導熱率、更高的抗輻射能力以及更大的電子飽和漂移速率等特性,在高溫、高頻、抗輻射及大功率電子器件方面具有顯著優勢。
熊總工表示:“目前,中興通訊已有部分通信電源采用了第三代半導體材料,從技術層面提升了功率密度。具體而言,我們需要在單柜上提高功率密度,比如以前一個柜子可能只能裝10到20個整流器,現在則需要裝三四十個。同時,對于多柜并聯的情況,我們需要做好同步控制以確保電壓、電流輸出的同步性。”
第三代半導體材料的引入不僅提高了數字電源的功率密度和能效水平,還為數字電源的創新發展提供了新的機遇。未來,隨著第三代半導體材料技術的不斷成熟和成本的降低,其在數字電源市場領域的應用將更加廣泛。
數字電源市場規模潛力無限
展望未來,楊玉崗教授認為在數字電源領域,電感變壓器未來的發展趨勢是追求體積最小、成本最低或損耗最低等綜合最優指標。這要求企業綜合考慮線圈、絕緣材料、結構工藝等多方面因素進行優化設計。
熊總工則指出大功率數字電源市場未來發展將相對穩定。并強調了能量密度提升、高能效和高功率密度、安全性以及高壓直流供電方式等發展趨勢。
據Big-Bit產業研究室預計,2025年國內5G基站電源的出貨量將達到843萬個,市場規模將達到264.7億元。而5G通信電源僅僅是數字電源領域中的一個細分市場,整個數字電源市場的規模更大更廣,潛力無限。
隨著技術的不斷進步和市場的競爭加劇,數字電源行業既面臨著新的挑戰也迎來了新的機遇。企業唯有不斷創新、提升技術實力和市場競爭力,才能在激烈的數字電源市場競爭中立于不敗之地。
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審核編輯 黃宇
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