發(fā)力5G基站電源，安森美高功率、模塊化設(shè)計(jì)方案有何獨(dú)特之處？

（電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道 文/ 章鷹）近日，智能電源和傳感技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)廠商安森美發(fā)布了2022財(cái)年?duì)I收?qǐng)?bào)告，報(bào)告顯示，安森美2022財(cái)年實(shí)現(xiàn)營(yíng)收83.26億美元，同比增長(zhǎng)24%，營(yíng)收創(chuàng)歷史記錄；凈利潤(rùn)19.02億美元，同比增長(zhǎng)88%；營(yíng)業(yè)利潤(rùn)率28.3%，同比提升9.2pct；毛利率為49%，同比提升8.7pct，主要系公司專注于電動(dòng)汽車(chē)、ADAS、替代能源和工業(yè)自動(dòng)化等長(zhǎng)期大趨勢(shì)。

圖：來(lái)自O(shè)nsemi官網(wǎng)財(cái)報(bào)截圖

2023年，全球5G部署加速，GSMA最新數(shù)據(jù)顯示，超過(guò)90多個(gè)國(guó)家和地區(qū)的200多家運(yùn)營(yíng)商已宣布提供5G業(yè)務(wù)。截止2023年3月底，中國(guó)5G基站部署超過(guò)234萬(wàn)個(gè)，占據(jù)全球5G基站的60%。5G基站的大量部署，帶動(dòng)對(duì)基站電源產(chǎn)品的強(qiáng)勁需求。在可持續(xù)發(fā)展的時(shí)代背景下，5G基站會(huì)更小，更輕，更加綠色。電源方案的功耗，效率以及面積是重要影響因素，如何優(yōu)化5G基站電源是業(yè)內(nèi)廠商面對(duì)的挑戰(zhàn)。

2023年全球5G通信電源市場(chǎng)的趨勢(shì)如何？5G宏基站電源模塊開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)上面臨功率密度、效率、可靠性和散熱等挑戰(zhàn)，安森美有何領(lǐng)先的產(chǎn)品解決方案？在5G 小基站領(lǐng)域，對(duì)電源效率提升和功率密度要求變高，有哪些行之有效的電源解決方案？帶著這些熱點(diǎn)問(wèn)題，電子發(fā)燒友記者采訪了安森美先進(jìn)方案部現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用工程師吳焱輝，他帶來(lái)了精彩的市場(chǎng)和技術(shù)前瞻。

圖：安森美先進(jìn)方案部現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用工程師 吳焱輝

5G通信電源是藍(lán)海市場(chǎng)，高效率、高功率電源解決方案需求迫切

5G通信的建設(shè)給開(kāi)關(guān)電源企業(yè)帶來(lái)了巨大商機(jī)。根據(jù)安信證券研究中心的數(shù)據(jù)，5G通信電源的市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)為315億元人民幣。而巨大商機(jī)也同時(shí)給通信電源設(shè)計(jì)者帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。

“從4G到5G時(shí)代是一個(gè)跨時(shí)代的變革，5G速率更快，但隨之而來(lái)的問(wèn)題，整體的功耗大幅增加，散熱和可靠性面臨挑戰(zhàn)，高效率，高功率密度需求更急迫?！卑采老冗M(jìn)方案部現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用工程師吳焱輝對(duì)電子發(fā)燒友記者表示。

行業(yè)專家對(duì)記者表示，2022年和2023年，5G市場(chǎng)電源出貨量增長(zhǎng)比較大，特別是5G基站、以及5G中回傳相關(guān)的路由設(shè)備、交換設(shè)備、光模塊及相關(guān)板卡設(shè)備，這種是模塊電源較大的出貨對(duì)象。

吳焱輝強(qiáng)調(diào)，2023年安森美將繼續(xù)專注于更大電流，更高效率，更高功率密度發(fā)展。

安森美推出多款5G基站電源方案

由于5G通信需要采用Massive MIMO等技術(shù)，5G基站的AAU單扇區(qū)輸出功率由4G的40W~80W上升到200W甚至更高，同時(shí)由于處理的數(shù)據(jù)量大幅度增加，BBU（基帶處理單元）的功率也大幅增加，其功率已經(jīng)超過(guò)1000W。5G通信對(duì)電能需求增大意味著對(duì)通信電源的效率要求更高。

“2023年5G基站電源客戶和服務(wù)器電源客戶的需求和去年相比，整體功耗變大，動(dòng)態(tài)要求更高，功率密度更高。” 吳焱輝指出。

針對(duì)5G宏基站電源模塊開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)上面臨功率密度和效率的挑戰(zhàn)，安森美推出了4mm*6mm, 5mm*6mm的功率級(jí), 最大電流可以到100A，效率超過(guò)95%，而且安森美是唯一一家在功率級(jí)的上管使用30V的MOSFET，能夠大大提升產(chǎn)品在應(yīng)用過(guò)程的可靠性。針對(duì)MOSFET，安森美有比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手更好的雙面散熱產(chǎn)品，工藝成熟，可靠性高。所有產(chǎn)品可以滿足通訊產(chǎn)品的可靠性測(cè)試，包括雙85（85°C和85%濕度）測(cè)試。

針對(duì)功耗問(wèn)題，安森美先進(jìn)方案部現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用工程師吳焱輝認(rèn)為主要的應(yīng)對(duì)舉措包括：采用更高效工藝制程的芯片、更節(jié)能的器件材料，引進(jìn)更科學(xué)的散熱方法，以及通過(guò)更先進(jìn)的功率封裝技術(shù)進(jìn)行節(jié)能提升效率。

2023年，5G小基站需求日益旺盛?！靶』緦?duì)于宏基站而言，更多是為了擴(kuò)容需要，導(dǎo)致電源替換效率要更高，比如要達(dá)到98%以上的變換效率。二是它的功率密度提升，在更小的體系能夠支持更多的功率輸出?！蹦畴娦旁O(shè)備供應(yīng)商對(duì)記者表示。安森美為小基站客戶推出了30A的POL，輸入電壓12V，輸出電壓在1.8V的時(shí)候，效率超過(guò)95%，采用RPM的控制架構(gòu)，最大開(kāi)關(guān)頻率支持1MHZ，可以大大節(jié)省輸出電容和PCB的面積。

2023年和2024年，隨著AI大數(shù)據(jù)領(lǐng)域、以及超級(jí)計(jì)算機(jī)或者超級(jí)計(jì)算單元等應(yīng)用的迅猛發(fā)展，大電流和高功率密度模塊、以及高能量密度的電源需求日益旺盛。

“高性能的AI芯片電流更大，最大電流可能到1000A，需要更多的相數(shù)來(lái)支持，AI芯片主要支持的電源協(xié)議是AVS和PWM_VID。針對(duì)這些應(yīng)用，安森美推出了16相的控制器?！?吳焱輝分析說(shuō)，“針對(duì)服務(wù)器，目前主要分為三類(lèi)，intel，AMD和ARM，其中intel 和AMD都有自己的電源協(xié)議，ARM基本都是支持AVS協(xié)議。針對(duì)AI GPU和服務(wù)器CPU，安森美推出了16相，12相，8相的控制器，客戶可以根據(jù)電流大小選擇?！?br />
吳焱輝表示，安森美(onsemi)在過(guò)去一年推出了VRM的整體方案(控制器和功率級(jí)), 控制器支持N+M=12的兩個(gè)rail的輸出，最大電流可以到800A，全數(shù)字方案。不同型號(hào)的功率級(jí), 4mm*5mm的封裝支持最大電流35A~55A，5mm*6mm的封裝支持最大電流60A~100A，4mm*6mm的封裝支持最大電流100A；高集成的大電流負(fù)載點(diǎn)電源POL (最大30A), 最好的動(dòng)態(tài)性能，可以減少30%的輸出電容，高集成的Efuse(60A), 這些方案都可以應(yīng)用在服務(wù)器和5G產(chǎn)品。

本文由電子發(fā)燒友原創(chuàng)，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明以上來(lái)源。微信號(hào)zy1052625525。需入群交流，請(qǐng)?zhí)砑游⑿舉lecfans999，投稿爆料采訪需求，請(qǐng)發(fā)郵箱zhangying@elecfans.com。