以太網(wǎng)供電鋪開(kāi)新應(yīng)用，國(guó)產(chǎn)PoE芯片發(fā)展如何？

電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/李寧遠(yuǎn)）以太網(wǎng)供電PoE是一項(xiàng)歷史悠久且被廣泛采用的供電技術(shù)，PoE利用現(xiàn)存標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)傳輸電纜的同時(shí)傳送數(shù)據(jù)和電功率的最新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，并保持了與現(xiàn)存以太網(wǎng)系統(tǒng)和用戶(hù)的兼容性。該技術(shù)簡(jiǎn)化了很多終端設(shè)備的安裝，并提供了電源冗余和平滑電源轉(zhuǎn)換等功能。

PoE供電近幾年在日常生活的滲透率越來(lái)越高，我們身邊和PoE相關(guān)的設(shè)備越來(lái)越多，包括互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議IP電話(huà)、Wi-Fi連接的無(wú)線(xiàn)接入點(diǎn)和IP攝像頭等等，可以說(shuō)以太網(wǎng)供電PoE已經(jīng)成為幾乎所有企業(yè)和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)部署的必備技術(shù)。

向高功率演進(jìn)，PoE供電的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)

整個(gè)PoE技術(shù)演進(jìn)的歷程就是供電功率不斷升高的過(guò)程，從PoL的10W，到IEEE 802.3af的15W，再到IEEE 802.3at的30W以及目前最高的IEEE 802.3bt 90W，PoE供電功率的不斷提升讓PoE適配的應(yīng)用不斷增多。尤其是90W/71.3W（發(fā)送/接收）標(biāo)準(zhǔn)出來(lái)以后，擴(kuò)展負(fù)載輸入端功率范圍的好處是顯而易見(jiàn)的，HMI、5G微基站等新的終端設(shè)備都開(kāi)始PoE進(jìn)行供電。目前在智能照明、工業(yè)照明、醫(yī)學(xué)成像、專(zhuān)業(yè)音視頻設(shè)備和數(shù)字標(biāo)牌等應(yīng)用領(lǐng)域里，PoE應(yīng)用正快速鋪開(kāi)應(yīng)用空間。

使用PoE供電最直接的優(yōu)勢(shì)在于簡(jiǎn)化了布線(xiàn)，很多終端的安裝位置不方便部署電源，PoE給了這些設(shè)備一個(gè)靈活的供電選項(xiàng)，也免去了傳統(tǒng)布線(xiàn)額外的費(fèi)用和時(shí)間。另外，使用PoE供電相對(duì)來(lái)說(shuō)會(huì)更安全，傳統(tǒng)布線(xiàn)走220V強(qiáng)電，PoE則屬于安全用電范圍，在很多室內(nèi)場(chǎng)景里降低了安全風(fēng)險(xiǎn)。

采用PoE供電，只需要一個(gè)單一的UPS就可以提供相關(guān)所有設(shè)備在斷電時(shí)的供電，集中供電的模式也相對(duì)簡(jiǎn)單靈活；PoE設(shè)備還可以可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)管理電源，遠(yuǎn)程監(jiān)控控制電源，實(shí)現(xiàn)相關(guān)設(shè)備的智能管理自動(dòng)維護(hù)。

在智能照明、工業(yè)照明領(lǐng)域，PoE設(shè)備還有更進(jìn)一步的應(yīng)用，即PoE設(shè)備不僅僅提供基礎(chǔ)的照明功能，還能夠集成多種傳感器，通過(guò)LED，PoE和KNX設(shè)備尋址，變成一個(gè)互聯(lián)狀態(tài)下的多功能節(jié)點(diǎn)。

PoE芯片市場(chǎng)的增長(zhǎng)

IP電話(huà)、IP攝像頭以及照明設(shè)備的日益普及以及工業(yè)化里的供電設(shè)備需求是推動(dòng)PoE芯片市場(chǎng)快速增長(zhǎng)的關(guān)鍵因素。無(wú)線(xiàn)接入點(diǎn)和基于以太網(wǎng)的射頻識(shí)別RFID的激增也刺激了市場(chǎng)PoE 芯片組的需求。

根據(jù) IMARC Group的調(diào)研數(shù)據(jù)，2021年全球PoE芯片組市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到了5.793億美元， IMARC Group預(yù)測(cè)到2027年該市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到11.521億美元，2022年至2027年期間的年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到了12.2%。

在QYResearch的分析報(bào)告中，2021年全球以太網(wǎng)供電PoE芯片組市場(chǎng)規(guī)模大約為43億元，預(yù)計(jì)2028年將達(dá)到85億元，2022-2028期間年復(fù)合增長(zhǎng)率為10.0%。兩份報(bào)告給出的市場(chǎng)年復(fù)合增長(zhǎng)率均超過(guò)10%，其市場(chǎng)走勢(shì)是非常好的。PoE 芯片組在智慧樓宇、自動(dòng)化工廠(chǎng)和工業(yè)網(wǎng)絡(luò)中越來(lái)越多地引入 IIoT和IoT，為市場(chǎng)打開(kāi)了不錯(cuò)的前景。在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的過(guò)程中PoE芯片的市場(chǎng)規(guī)模會(huì)逐步擴(kuò)大。

國(guó)產(chǎn)PoE芯片

PoE分為供電設(shè)備PSE和受電設(shè)備PD，在供電設(shè)備PSE和受電設(shè)備PD的IC選擇上大家一般都會(huì)選擇參與了802.3bt標(biāo)準(zhǔn)與以太網(wǎng)聯(lián)盟徽標(biāo)計(jì)劃的廠(chǎng)商來(lái)做，這樣在互操作性和合規(guī)性上更有把握。以往說(shuō)到PoE芯片，最先想到的還是歐美廠(chǎng)商，如Akros Silicon、Flexcomm、Maxim、Microchip、TI這些。但隨著這些歐美廠(chǎng)商將重點(diǎn)布局領(lǐng)域轉(zhuǎn)向汽車(chē)、工業(yè)，國(guó)產(chǎn)PoE芯片的原廠(chǎng)獲得了不錯(cuò)的市場(chǎng)機(jī)會(huì)。

芯昇電子

芯昇是目前國(guó)內(nèi)少有的在PSE端和PD端均有成熟量產(chǎn)代表產(chǎn)品的PoE玩家，擁有完整的PoE端到端完整的芯片解決方案。PSE端芯昇是國(guó)內(nèi)唯一經(jīng)百萬(wàn)級(jí)出貨驗(yàn)證的，PD端則是國(guó)內(nèi)唯二經(jīng)千萬(wàn)級(jí)出貨驗(yàn)證的。目前芯昇提供兩款PD控制器IC（XS2101D和XS2100S）和兩款PSE控制器IC（XS2180和XS2184）。

兩款PD控制器IC兼容IEEE 802.3af/at標(biāo)準(zhǔn)，擁有0到4級(jí)的PoE分級(jí)，在IEEE 802.3af/at標(biāo)準(zhǔn)里這個(gè)PD等級(jí)足夠應(yīng)對(duì)現(xiàn)在廣泛的IP電話(huà)、IP攝像頭應(yīng)用。XS2180 PSE控制器單端口輸出可高達(dá)70W，支持獨(dú)立供電操作，支持新二事件分級(jí)和功率PD設(shè)備Class5的監(jiān)測(cè)和分級(jí)，是國(guó)內(nèi)成熟的量產(chǎn)產(chǎn)品。XS2184 PSE控制器在XS2180基礎(chǔ)上內(nèi)建了100V的N-MOSFET。

目前芯昇正在豐富IEEE 802.3bt標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品以期覆蓋功率更高的PoE供電應(yīng)用。

士蘭微電子

士蘭微電子是國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)的PD龍頭廠(chǎng)商，產(chǎn)品性能穩(wěn)定經(jīng)過(guò)了市場(chǎng)的考驗(yàn)。目前士蘭微電子提供五款PD控制IC，SD4954B、SD4952B兼容IEEE 802.3AF標(biāo)準(zhǔn)，SD4924S、SD4923E兼容IEEE 802.3 AF/AT標(biāo)準(zhǔn)。還有一款是近期推出的高頻PD解決方案中的SD4951。

士蘭微電子的PD控制IC為以太網(wǎng)供電系統(tǒng)中的PD提供檢測(cè)、分級(jí)和浪涌限流等功能，其內(nèi)部集成了耐壓功率MOSFET，內(nèi)置限流保護(hù)、欠壓保護(hù)和過(guò)熱保護(hù)。集成DC/DC控制器的PD控制IC在DCDC部分內(nèi)置開(kāi)關(guān)MOSFET，提供精確的恒壓控制環(huán)路，具有較高的系統(tǒng)效率和良好的EMI特性。

為滿(mǎn)足PD設(shè)備小型化的需求，緊湊的高頻PD控制IC SD4951將外圍元器件全部集成到芯片內(nèi)部，只用了8個(gè)引腳的ESOP8封裝就實(shí)現(xiàn)了所有功能，能大大縮小PD設(shè)備的尺寸。

茂睿芯

茂睿芯的單口PSE芯片已經(jīng)小批量供貨，目前多家客戶(hù)在評(píng)估、測(cè)試。該款PSE芯片料號(hào)MK3614，是一款高集成度的IEEE 802.3af/at自主工作單口PSE控制器，最高支持Class 4，為受電設(shè)備提供檢測(cè)、分級(jí)、電流限制、負(fù)載斷開(kāi)檢測(cè)等功能?？梢韵騊D設(shè)備輸送高達(dá)30W的功率。

MK3614內(nèi)部集成80V 0.3Ω的功率MOSFET和采樣電阻，外圍僅需少量元器件即可將普通的網(wǎng)絡(luò)適配器改造成帶PoE協(xié)議的PSE網(wǎng)絡(luò)適配器。

杰為科技

杰為以深耕行業(yè)應(yīng)用并提供端到端完整解決方案為核心策略，形成了POE領(lǐng)域數(shù)?；旌细咝阅苄酒I(lǐng)域強(qiáng)大的研發(fā)和方案定制能力。

杰為目前的產(chǎn)品覆蓋了IEEE 802.3af/at標(biāo)準(zhǔn)，已經(jīng)成功推出多款PD控制IC，并提供集成DCDC和MOS的PD產(chǎn)品。PSE端目前只有一款JW5858，也是新推出不久的，bt標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品正在研發(fā)設(shè)計(jì)過(guò)程中。

寫(xiě)在最后

在PD端國(guó)內(nèi)還是有著不少玩家，市面上也有著不少pin2pin的替代產(chǎn)品，在歐美PD溢價(jià)的情況下國(guó)產(chǎn)PD的競(jìng)爭(zhēng)力還是很足的。雖然在PSE端競(jìng)爭(zhēng)力目前看來(lái)還是偏弱，但幾家頭部廠(chǎng)商也都已經(jīng)在布局PSE，會(huì)有不少新產(chǎn)品出來(lái)。隨著PSE、PD設(shè)計(jì)在尺寸、效率上更進(jìn)一步，PoE將在越來(lái)越多新型應(yīng)用領(lǐng)域里大展身手，也期待看到更多國(guó)產(chǎn)PoE芯片的身影。