5G基站電源的技術發(fā)展和未來趨勢在哪里？

5G網(wǎng)絡的快速發(fā)展加速擴大了5G基站建設的規(guī)模，為5G基站電源市場預備了廣闊的市場空間。目前來說，5G基站電源市場的現(xiàn)狀如何?未來的發(fā)展趨勢怎么走?這又給半導體廠商帶來了哪些市場機遇?

前言

隨著5G技術的快速發(fā)展，5G基站的建設和部署已經(jīng)成為各國的重要戰(zhàn)略。而電源作為5G基站不可或缺的組成部分，也受到了越來越多的關注。一個穩(wěn)定和可靠的電源系統(tǒng)對于5G基站的正常運行和通信質(zhì)量來說至關重要。目前，5G基站電源市場也在不斷發(fā)展壯大。本文就分析5G基站電源市場的現(xiàn)狀、趨勢和機遇，以提供具有價值的市場性參考和幫助。

我國5G基站總數(shù)已達284.4萬個

隨著5G網(wǎng)絡建設的不斷加速和5G應用的普及，5G基站的建設規(guī)模大幅擴大。據(jù)中國信通院副院長王志勤6月27日在5G發(fā)展創(chuàng)新論壇上表示，截至2023年5月，我國5G基站總數(shù)已達284.4萬個，縣城以上行政區(qū)覆蓋率達100%，實現(xiàn)“縣縣通5G”，中國電信、中國聯(lián)通已共建共享5G基站超100萬個，實現(xiàn)了從城市到農(nóng)村的延伸。

作為5G基站的供電設備，5G基站電源在基站運行過程中有著至關重要的作用。5G基站電源的工作原理是將市電或其他能源轉(zhuǎn)換為適合5G基站使用的電能，從而為5G基站提供穩(wěn)定可靠的電源供應，確保5G基站的正常運行。

得益于5G基站的建設數(shù)量大幅增加，5G基站電源需求量在近年來大大增加，其市場正在迅速發(fā)展。根據(jù)市場研究機構的數(shù)據(jù)，2019年全球5G基站電源市場規(guī)模約為13億美元，預計到2025年將達到40億美元，年復合增長率約為20%。

目前，5G基站電源市場的主要參與者包括華為、愛立信、三星、中興通訊等知名通信設備廠商以及一些專業(yè)的電源供應商。這些公司在5G基站電源領域具有較強的技術實力和市場競爭力，并且在市場上占據(jù)著較大的份額。

未來幾年，隨著5G技術的不斷發(fā)展和應用，5G基站電源市場將繼續(xù)保持快速發(fā)展的趨勢。但隨著新材料、智能化技術和電池技術的不斷進步，電源系統(tǒng)的效率和可靠性將得到進一步提高，5G基站電源市場將會出現(xiàn)更多的機遇和挑戰(zhàn)。

5G基站電源的技術難點或挑戰(zhàn)

隨著5G基站電源的深入應用，5G網(wǎng)絡架構的快速革新給基站電源帶來了很大的技術挑戰(zhàn)。中興通訊研發(fā)總工熊勇表示，站點數(shù)量劇增導致站址尋址困難、建設周期長、租金高、電費高等問題，而功耗劇增也導致市電、電源、電池、制冷等擴容困難。為應對這些問題，中興通訊應用各種創(chuàng)新技術，以實現(xiàn)極速部署、極簡應用、智能運維和高效節(jié)能。其中包括從極簡房站到極簡柜站、自動場景識別和參數(shù)優(yōu)化、故障診斷和根因分析、高效功率變換和光伏/綠能疊加、端邊云能源管理和全網(wǎng)能效優(yōu)化等。

基于第三代半導體材料的系統(tǒng)效率可達到98%以上，目前通信電源的終端客戶還是更多考慮成本和效率之間的平衡。安森美先進方案部現(xiàn)場應用工程師吳焱輝就表示，5G傳輸速度快，單個基站覆蓋面積小，基站數(shù)量大，單個基站的功耗也大幅增加，導致電源的功率也大幅增加，散熱會成為一個基站的關鍵問題，從而要求電源具有更高效率和更高的功率密度。為應對這些問題，安森美就推出了SiC MOS第三代產(chǎn)品、SiC二極管和模塊產(chǎn)品、GaN MOS和雙面散熱的MOSFET等。

然而，受限于驅(qū)動、PCB布局、封裝技術工藝制造，以及價格和系統(tǒng)可靠性等多重因素，目前第三代半導體材料在5G基站電源側(cè)使用的占比較小，仍不足10%，但其滲透率正在迅速提高。

另外TI資深現(xiàn)場應用工程師Given Ding提到，目前5G基站的部署量在高速增長，在可持續(xù)發(fā)展的時代背景下，5G基站也會更小、更輕、更加綠色。而電源方案的功耗，效率以及面積是重要影響因素，PA供電電源、板級電源等部分都有很大的優(yōu)化空間。

如何保持5G基站電源市場的產(chǎn)品及技術優(yōu)勢?

目前5G基站電源市場競爭激烈。相關的5G基站電源廠商不僅需要加大研發(fā)投入、提高產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性，而且需要加強合作伙伴關系、拓展市場渠道以及提供優(yōu)質(zhì)的售后服務等多種策略，才能在市場中保持產(chǎn)品和技術的競爭優(yōu)勢。

更值得關注的是，與傳統(tǒng)基站電源相比，5G基站電源在功率密度、能效、智能化程度和可靠性等方面有著更高的要求和更大的挑戰(zhàn)。特別是5G基站電源模塊的穩(wěn)定性和可靠性方面，其溫度、電壓波動、器件選擇、過載保護等因素都可直接關系到5G基站的正常運行和通信質(zhì)量，其設計壽命平均為10年以上。因此，在5G基站電源模塊的設計和制造過程中都需要充分考慮以上各種因素，并采取相應的措施來保證其正常運行及長期的穩(wěn)定性和可靠性。

5G基站電源系統(tǒng)中涉及多種半導體器件，一般包括MOSFET晶體管、IGBT晶體管、二極管、可控硅、隔離放大器、DC-DC變換器、AC-DC變換器等。TI資深現(xiàn)場應用工程師Kevin Wen認為，5G基站電源的發(fā)展主要向著解決方案小型化、高頻化、高可靠性以及效率提升的目標前進。

同時，隨著5G基站數(shù)量增加，單個基站的功耗也將大幅增加，電源需求量更大，而對半導體器件產(chǎn)品的功率密度要求也越來越大。在保證產(chǎn)品的長期穩(wěn)定性和可靠性的同時，其功率密度也至關重要。安森美先進方案部現(xiàn)場應用工程師吳焱輝表示，對于半導體廠商來說，高效和高密度、高可靠性還是通訊電源市場的趨勢。

此外，智能化芯片、電池管理芯片和傳感器芯片等技術，將幫助半導體器件廠商在市場中保持競爭優(yōu)勢。

5G基站電源市場發(fā)展有何走向?

在未來幾年，5G基站電源市場還將繼續(xù)保持快速發(fā)展的趨勢。不過隨著5G基站數(shù)量的增加，電源的功耗也會隨之增加，因此高效節(jié)能的電源系統(tǒng)將會成為市場的主流。在設計和制造電源模塊時，需要采用高效功率變換技術、光伏/綠能疊加等手段，以提高電源的效率和節(jié)能性。

在5G基站電源市場中，智能化技術的應用將會越來越廣泛。例如，自動場景識別和參數(shù)優(yōu)化、故障診斷和根因分析等技術可以提高電源的運行效率和可靠性。此外，伴隨5G基站電源的功率密度和效率的提高，傳統(tǒng)的硅材料已經(jīng)無法滿足需求，而SiC和GaN等新材料將得到更廣泛的應用。相信隨著終端市場對新器件應用的熟悉，第三代半導體材料將會逐漸取代原有硅MOSFET。

同樣，電池作為5G基站電源系統(tǒng)中不可或缺的組成部分，其技術也將得到進一步提升。例如，新型的鋰離子電池、鈉離子電池等技術將得到更廣泛的應用。

可以預測的是，在未來幾年中，5G基站電源市場競爭也將越來越激烈。市場份額前幾名的企業(yè)將繼續(xù)保持其領先地位，同時一些新興企業(yè)也將逐漸嶄露頭角。

結語：

總而言之，5G基站電源市場在未來幾年中將繼續(xù)保持快速發(fā)展的趨勢，同時也將面臨更多的挑戰(zhàn)和機遇。隨著新材料、智能化技術和電池技術的不斷進步，電源系統(tǒng)的效率和可靠性將得到進一步提升。同時，市場激烈競爭局面不容忽視，5G基站電源廠商需要采取更多的市場策略以保持其競爭優(yōu)勢。

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審核編輯 黃宇