大功率數(shù)字電源市場應(yīng)用，哪些值得關(guān)注？

近年來，隨著電子設(shè)備的不斷智能化和高性能化，高效、可靠的電源解決方案需求越來越大。在此背景下，能夠滿足不同應(yīng)用場景需求的大功率數(shù)字電源解決方案以其高效節(jié)能、可靠性高、靈活性強(qiáng)等優(yōu)勢在市場上越來越受到關(guān)注。本文將重點介紹大功率數(shù)字電源解決方案在市場上的應(yīng)用和前景。

大功率數(shù)字電源的市場應(yīng)用及其優(yōu)勢

大功率數(shù)字電源解決方案的實現(xiàn)基于數(shù)字電源技術(shù)，而它是使用數(shù)字信號處理器(DSP)和模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)來控制和監(jiān)測電源輸出，并通過DSP進(jìn)行數(shù)字信號處理，最終輸出所需的電源波形。

相比傳統(tǒng)電源技術(shù)，大功率數(shù)字電源解決方案的優(yōu)越性在于能夠?qū)崿F(xiàn)更高的效率、更精確的電源控制和監(jiān)測以及更高的功率密度，同時數(shù)字電源還能夠提供更簡便的控制系統(tǒng)、更靈活的應(yīng)用，并且易于實現(xiàn)模塊化管理。這也使得大功率數(shù)字電源解決方案在工業(yè)控制、高端商業(yè)照明、通信設(shè)備、航空航天、服務(wù)器、新能源等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，為用戶帶來更高效、更可靠的使用體驗，未來有著廣闊的市場前景。

目前，大功率數(shù)字電源市場中擁有豐富經(jīng)驗和優(yōu)秀制造能力的整機(jī)代表廠商有富士康、仁寶、和碩、立訊精密、欣旺達(dá)等，可為眾多品牌客戶提供高質(zhì)量的電源組裝服務(wù)。

芯格諾資深技術(shù)市場經(jīng)理侯彬表示，從當(dāng)前市場趨勢來看，大功率數(shù)字電源基本可以占到總市場的60%以上。隨著智能化的普及，其應(yīng)用場景越來越多、市場需求出現(xiàn)增長，同時數(shù)字電源以其獨有的控制靈活性，可以滿足日益豐富的智能化要求。

從控制方面來說，數(shù)字電源具有更高的精度、更快的響應(yīng)速度、更強(qiáng)的穩(wěn)定性、便于集成和控制、功能更加多樣化等優(yōu)勢。

數(shù)字電源具備一定的計算和數(shù)字控制能力，能夠更細(xì)致地采樣線電壓、負(fù)載和溫度等條件，實現(xiàn)更加精確的電源輸出。它還能實現(xiàn)控制模式的無縫切換，在瞬變或轉(zhuǎn)換負(fù)載時更加平緩和穩(wěn)定，不會因為電源輸入輸出的突變引起電壓過沖或欠沖，而導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)異常。

而且數(shù)字電源采用的是高精度固化的數(shù)字邏輯電路，配合針對性的精準(zhǔn)數(shù)字濾波，能夠輕松實現(xiàn)數(shù)值控制后的鎖定輸出，可有效減小噪音，提高電源的抗干擾能力。

此外，數(shù)字電源還可以輕松地通過數(shù)字接口與其他裝置集成和通訊，控制簡便，同時也可以通過預(yù)設(shè)程序的方式進(jìn)行精準(zhǔn)的測試管理，提高產(chǎn)品的可靠性。由于它比較容易實現(xiàn)多功能集成，因此可實現(xiàn)較多附加功能的拓展，達(dá)到提高產(chǎn)品競爭力的目的。

半導(dǎo)體廠商的市場增長空間在哪里?

當(dāng)前，大功率數(shù)字電源的市場越來越重視產(chǎn)品在高效率、高精度和穩(wěn)定集成等方面的性能。隨著人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)的發(fā)展以及數(shù)字電源技術(shù)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展相關(guān)政策，全球大功率數(shù)字電源的市場需求量還將逐年增長。據(jù)統(tǒng)計，預(yù)計到2025年全球大功率數(shù)字電源市場規(guī)模將達(dá)到200億美元以上。

以主流1000W的服務(wù)器數(shù)字電源為例，剖析其內(nèi)部半導(dǎo)體價值大概為500-600元，占比超過40%，未來假設(shè)市場上仍舊以此1000W電源作為主流產(chǎn)品，同時在技術(shù)和功能的不斷豐富下，內(nèi)部半導(dǎo)體價值量緩速提升。預(yù)計到2025年，全球服務(wù)器數(shù)字電源半導(dǎo)體市場空間約為104億元，市場空間十分廣闊。

進(jìn)一步了解到，數(shù)字電源可使用到MCU、高壓電容、 MOS管、IGBT、電源管理IC等半導(dǎo)體器件，其產(chǎn)品性能及市場增長情況也會隨著需求發(fā)生變化。

作為數(shù)字電源控制領(lǐng)域的佼佼者，德州儀器擁有25年的豐富經(jīng)驗，其數(shù)字電源產(chǎn)品能夠為客戶提供眾多參考設(shè)計和固件庫，幫助客戶更快、更便捷地進(jìn)行項目開發(fā)。德州儀器系統(tǒng)經(jīng)理Sheng-Yang Yu認(rèn)為，想要實現(xiàn)數(shù)字電源產(chǎn)品的高效率、高精度和穩(wěn)定集成性能，半導(dǎo)體廠商在元件、拓?fù)浜拖到y(tǒng)這三個領(lǐng)域的創(chuàng)新不可或缺。半導(dǎo)體廠商不應(yīng)該僅關(guān)注元件的創(chuàng)新，而是需要同時重視以上三個領(lǐng)域的創(chuàng)新，從而實現(xiàn)產(chǎn)品性能目標(biāo)。

德州儀器PMP23069參考設(shè)計，是一款基于GaN的3kW單相持續(xù)導(dǎo)通模式(CCM)圖騰柱功率因數(shù)校正(PFC)轉(zhuǎn)換器，旨在實現(xiàn)更高的功率密度。

伊戈爾電氣股份有限公司研發(fā)高級總工廖德智表示，未來氮化鎵、碳化硅等第三代半導(dǎo)體材料和技術(shù)也會在大功率數(shù)字電源方案得到相應(yīng)的應(yīng)用。

半導(dǎo)體器件應(yīng)用網(wǎng)也認(rèn)為，半導(dǎo)體廠商可以通過優(yōu)化芯片設(shè)計、采用先進(jìn)工藝和加強(qiáng)軟硬件支持等方面來提升產(chǎn)品性能，以提供高效率、高精度和穩(wěn)定集成的產(chǎn)品來實現(xiàn)大功率數(shù)字電源市場的增長。

在現(xiàn)有的創(chuàng)新應(yīng)用中，主要面向電信、服務(wù)器和電動汽車應(yīng)用的德州儀器，其大功率數(shù)字電源產(chǎn)品已經(jīng)具備非常廣泛的實時控制平臺，擁有業(yè)界領(lǐng)先的實時信號鏈感知-計算-控制功能，可滿足當(dāng)前及未來的寬帶隙應(yīng)用需求。

目前芯格諾的大功率數(shù)字電源主要應(yīng)用在高端商業(yè)照明、工業(yè)電源、顯示制造等領(lǐng)域。特別是照明領(lǐng)域，芯格諾著眼于智能化趨勢，通過芯片增加數(shù)字接口的方式真正實現(xiàn)智能家居、智慧照明領(lǐng)域的數(shù)字調(diào)光和控制，同時在調(diào)光精度、調(diào)光深度、調(diào)光一致性、調(diào)光平滑性、人眼感知方面做了大幅度的提升。據(jù)侯彬介紹，芯格諾數(shù)字電源在照明領(lǐng)域廣泛應(yīng)用后，將使照明產(chǎn)品調(diào)光平臺的細(xì)膩度、顏色多樣性等方面得到數(shù)量級的提升。

大功率數(shù)字電源應(yīng)用的技術(shù)難點及市場趨勢

在實際應(yīng)用中，大功率數(shù)字電源方案存在的最主要的技術(shù)難點是高效率、高可靠性和高精度等方面。例如，數(shù)字電源技術(shù)需要在保證輸出精度和穩(wěn)定性的同時，實現(xiàn)更高的能量轉(zhuǎn)換效率，以滿足市場對于高效率的需求。此外，數(shù)字電源技術(shù)需要實現(xiàn)多重保護(hù)功能，如過壓保護(hù)、過流保護(hù)、過溫保護(hù)等，以保障設(shè)備的安全性和可靠性，并且還需要實現(xiàn)更精確的控制和更全面的監(jiān)測，以提高電源輸出的穩(wěn)定性和精度。

除此之外，數(shù)字電源技術(shù)還需要在體積、重量、成本等方面進(jìn)行優(yōu)化，以滿足不同應(yīng)用場景的需求。同時，它還需要與其他技術(shù)進(jìn)行協(xié)同和集成，例如無線充電技術(shù)、人工智能技術(shù)等，以實現(xiàn)更加智能化和便捷化的應(yīng)用體驗。

從另一方面來看，由于數(shù)字電源項目開發(fā)需要硬件和固件工程師一同參與，因此相較于模擬電源項目，數(shù)字電源項目對工程技術(shù)與資源要求更為復(fù)雜。

侯彬補(bǔ)充道，數(shù)字化電源的技術(shù)難點主要在于芯片設(shè)計上數(shù)?；旌系木C合研發(fā)能力。傳統(tǒng)的電源芯片還是以純模擬的芯片為主，切換到數(shù)字電源還需要芯片企業(yè)本身在技術(shù)研發(fā)平臺取得突破。這就要求芯片設(shè)計企業(yè)需要有必不可少的全流程數(shù)?；旌闲酒O(shè)計能力、核心算法開發(fā)、規(guī)范測試和量產(chǎn)管控能力等。另外，數(shù)字電源的普及提高了電源設(shè)計的門檻，需要電源設(shè)計人員提高芯片應(yīng)用方案的軟硬件設(shè)計配合能力。

放眼未來，隨著數(shù)字化轉(zhuǎn)型趨勢的深入推進(jìn)，越來越多的企業(yè)和機(jī)構(gòu)都會需要使用到高效、可靠、精確的數(shù)字電源產(chǎn)品來支撐其業(yè)務(wù)發(fā)展。同時，人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、5G等新興應(yīng)用領(lǐng)域?qū)τ诟吖β?、高效率、高穩(wěn)定性的數(shù)字電源產(chǎn)品也提出了更高的要求。

從大功率數(shù)字電源市場的發(fā)展趨勢來看，未來幾年該市場毫無疑問會繼續(xù)保持快速增長的態(tài)勢，其數(shù)字電源技術(shù)將會繼續(xù)向高效率、高可靠性、高精度等方向發(fā)展，并與其他技術(shù)進(jìn)行協(xié)同和集成，以滿足不同應(yīng)用場景的需求。

然而，大功率數(shù)字電源解決方案的市場需求同樣受到宏觀經(jīng)濟(jì)環(huán)境、行業(yè)政策等因素的影響。這對數(shù)字電源企業(yè)來說，不僅需要關(guān)注市場變化，積極調(diào)整并拓展產(chǎn)品線，而且還要提高研發(fā)能力和生產(chǎn)能力，以適應(yīng)市場需求的不斷變化和調(diào)整。

為了實現(xiàn)以上目的，侯彬表示，大功率數(shù)字電源的普及度會越來越高，芯格諾會在新技術(shù)上做更大的研發(fā)投入，比如與氮化鎵、碳化硅等新的功率器件廠家采取合作開發(fā)、重點研發(fā)等模式進(jìn)行深度合作，特別會在新的節(jié)能拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上做大量的人力投入，期望實現(xiàn)專利性的突破，為將來大功率數(shù)字電源的高性能、高效率以及扁平化、小型化方面做出更大的貢獻(xiàn)。

結(jié)語：

總的來說，大功率數(shù)字電源市場正在逐步朝著高性能、高可靠性等方向發(fā)展，是未來電源市場的重要部分?，F(xiàn)代電子設(shè)備對電源的要求越來越高，需要更高的功率和更精確的電源控制。倘若新材料應(yīng)用和技術(shù)難點攻克，大功率數(shù)字電源的功率和控制能力不斷提高，其市場年增長率有望超過10%。企業(yè)要想抓住機(jī)遇，除了不斷提高自身的技術(shù)實力和產(chǎn)品質(zhì)量，以滿足市場需求，更要注重品牌建設(shè)和市場營銷，不斷創(chuàng)新和發(fā)展。只有這樣才能在激烈的市場競爭中立于不敗之地。

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審核編輯：劉清