從癸卯年到甲辰年，世界仿佛又度過了平凡的一年。
但產(chǎn)業(yè)內(nèi)卷加劇、經(jīng)濟(jì)發(fā)展遲緩，或是許多新事物、新發(fā)明的涌現(xiàn)，都在共同推動著人類科技事業(yè)更快更好地發(fā)展……許許多多的事情在告訴著我們，在剛過去的2023年是真實有力、平凡又偉大的。
萬千事物中，總有一些“決定性瞬間”值得被銘記。舊年已去，行業(yè)媒體對這些瞬間的篩選與盤點就變得至關(guān)重要，它奠定了這一年的基調(diào)，記錄了當(dāng)下中國制造業(yè)發(fā)展的剪影。
PART 1：影響行業(yè)發(fā)展的科技在孕育成長
2023年是AI迅速崛起的一年，AI的存在感高得前所未有，《柯林斯詞典》的年度詞匯就是AI。人工智能時代的到來誰也無法阻擋，那么，在剛過去的一年，影響電感變壓器行業(yè)發(fā)展的高新技術(shù)領(lǐng)域發(fā)生了哪些大事？
01 ChatGPT
2022年底，ChatGPT橫空出世。到2023年，ChatGPT經(jīng)歷幾次迭代，極大地加速人類在人工智能領(lǐng)域的發(fā)展進(jìn)程。
相較于互聯(lián)網(wǎng)時代搜索引擎關(guān)鍵詞結(jié)構(gòu)化檢索的知識服務(wù)模式，ChatGPT轉(zhuǎn)向大模型時代的自然語言指令調(diào)用知識，并從圖形界面觸控式交互轉(zhuǎn)向自然語言對話式交互，催生自然語言交互時代的到來，也讓人機(jī)交互更加自然、高效且人性化。
長遠(yuǎn)來看，ChatGPT不僅是對新一代聊天機(jī)器人和生成式AI的突破，還將對AI產(chǎn)業(yè)乃至各行業(yè)數(shù)智化轉(zhuǎn)型升級帶來顛覆性變革，進(jìn)而重構(gòu)產(chǎn)業(yè)知識模型構(gòu)建范式，推動智力密集型服務(wù)產(chǎn)業(yè)規(guī)�；褪袌龌�。
推薦閱讀：ChatGPT狂飆入市 新增電感變壓器需求或超百萬顆
02 人工智能/AI
回望2023年，各類AI工具的崛起勢如破竹，從寫作、翻譯到新材料研發(fā)，它們以驚人的速度重塑著世界。2023年是世界從互聯(lián)網(wǎng)時代邁向AI元宇宙的重要拐點。AIGC開始真正的崛起和普及，AI在科技領(lǐng)域展現(xiàn)了驚人的創(chuàng)新能力和潛力。
以AI為代表的新技術(shù)正在對生產(chǎn)流程、生產(chǎn)模式和供應(yīng)鏈體系等生產(chǎn)運營過程產(chǎn)生巨大影響。一是AI設(shè)備對樣品進(jìn)行視覺檢查的能力正在迅速提高，可在超出人類視覺范圍的分辨率下發(fā)現(xiàn)電路板等產(chǎn)品中的微觀缺陷；二是AI通過調(diào)節(jié)和改進(jìn)生產(chǎn)過程中的參數(shù)，對于制造中使用的很多機(jī)器進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，優(yōu)化生產(chǎn)過程；三是提高新產(chǎn)品制造過程中的設(shè)計、制造效率。
推薦閱讀：AI服務(wù)器迎爆發(fā)期？磁元件滲透率有望進(jìn)一步提升
03 第三代半導(dǎo)體
2023年，氮化鎵功率器件獲得了比之前更高的關(guān)注度，正逐漸成為第三代半導(dǎo)體材料中最耀眼的一顆新星。
根據(jù)Yole預(yù)測，到2028年，GaN功率器件市場的價值將從2021年的1.26億美元增長到20.4億美元，年復(fù)合增長率高達(dá)49%，消費電子、汽車、通信、數(shù)據(jù)中心等應(yīng)用對其青睞有加。與此同時，大批廠商也力圖在GaN上實現(xiàn)技術(shù)和產(chǎn)能突破以搶占市場先機(jī)，激烈的競爭正快速推動氮化鎵成為降本增效和可持續(xù)綠色發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一。推薦閱讀：氮化鎵來了 如何解服務(wù)器電源高頻損耗難題
在全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)進(jìn)入相對漫長的下行周期的情況下，第三代半導(dǎo)體材料另一重要材料——碳化硅卻是一抹難得的亮色。
據(jù)不完全統(tǒng)計，截至2023年上半年，全球已有40款碳化硅車型進(jìn)入量產(chǎn)交付，上半年全球碳化硅車型銷量超過120萬輛。從Yole Intelligence發(fā)布的2023年版《功率碳化硅報告》來看，碳化硅行業(yè)近年實現(xiàn)了創(chuàng)紀(jì)錄的增長，預(yù)計到2028年，全球功率碳化硅器件市場將增長至近90億美元。
在新能源產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展下，將推動第三代半導(dǎo)體材料需求爆發(fā)，產(chǎn)業(yè)迎來發(fā)展良機(jī)。第三代半導(dǎo)體材料廣泛應(yīng)用在5G基建、新能源汽車、充電樁、特高壓及軌道交通等新基建各領(lǐng)域核心射頻、功率器件中，產(chǎn)業(yè)迎來巨大的發(fā)展機(jī)遇。
04 超導(dǎo)材料
不過，對新材料的渴望也致使科學(xué)界出現(xiàn)了個鬧劇。2023年夏天，韓國科研團(tuán)隊曾宣稱自己發(fā)現(xiàn)了常壓室溫超導(dǎo)體LK-99晶體，在正常大氣環(huán)境下可在127攝氏度以下實現(xiàn)超導(dǎo)。但它很快就被證實，該材料并無零電阻特性，與“室溫超導(dǎo)”所被期待的零電阻特性相差甚遠(yuǎn)。推薦閱讀：科技革命or噱頭？常溫超導(dǎo)對線材有何影響？
雖是一場鬧劇，但科學(xué)家們一直從未停止過對超導(dǎo)材料的探索。2023年12月，華南理工大學(xué)發(fā)光材料與器件國家重點實驗室、中南大學(xué)、電子科技大學(xué)等科研團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)LK-99存在超導(dǎo)相的明確證據(jù)。
近日，美國哈佛大學(xué)高溫超導(dǎo)體研究取得重要進(jìn)展，科研人員開發(fā)了一種新策略來創(chuàng)造和操縱高溫超導(dǎo)體，特別是銅酸鹽超導(dǎo)體，為設(shè)計新型超導(dǎo)材料提供了新方向。相關(guān)研究成果發(fā)表在《科學(xué)》雜志上。
……
百年來，人類執(zhí)著于對超導(dǎo)材料的研究與探索，“科幻世界描繪的場景在人間復(fù)現(xiàn)”或許在未來并非是一場浪漫的想象。
PART 2：磁性材料的基礎(chǔ)研究大踏步向前
縱觀過去十年，磁性元器件的變化與發(fā)展更多集中在產(chǎn)能、產(chǎn)品形狀、生產(chǎn)效率、生產(chǎn)工藝等方面，關(guān)于底層的基礎(chǔ)材料研究，其實發(fā)展的幅度并不大。
但在新能源汽車、超充、AI、大數(shù)據(jù)等終端領(lǐng)域的快速發(fā)展下，行業(yè)急需高性能的磁性材料，高質(zhì)量發(fā)展已成為磁性元器件行業(yè)發(fā)展不可避免的命題。
那么2023年，磁性材料有過哪些“高光時刻”呢？
01 97材
從新能源市場需求及技術(shù)發(fā)展趨勢來看，磁性元器件需要提高轉(zhuǎn)換效率的同時降低損耗、小型化。對鐵氧體磁芯而言，需要采用優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)定的高階粉料，優(yōu)化燒結(jié)工藝，提高磁芯的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度、降低磁芯的功率損耗來實現(xiàn)磁芯小型化。
目前，97材可以說是行業(yè)中最高性能的功率系磁材。97材磁芯具有極高的磁感應(yīng)強(qiáng)度Bs和低的功率及渦流損耗。可廣泛應(yīng)用于服務(wù)器、充電樁、車載充電機(jī)等領(lǐng)域，替代傳統(tǒng)的95、96材。推薦閱讀：PC97材也來了!高性能磁芯助力新能源技術(shù)發(fā)展
2023年，已經(jīng)有一小批磁性材料廠商掌握97材技術(shù)以及處于產(chǎn)能擴(kuò)張階段。
02 金屬磁粉芯
金屬磁粉芯是具有分布式氣隙的軟磁材料，隨著各類電子產(chǎn)品向微型化、小型化方向發(fā)展，憑借著其飽和磁通密度高、損耗小、溫度特性良好等優(yōu)良特性，可以更好地滿足新能源領(lǐng)域電能變換設(shè)備高效率、高功率密度的發(fā)展要求。
隨著新能源汽車的普及、大規(guī)模充電樁的鋪設(shè)，快速大功率充電將成為消費需求的新趨勢，而大規(guī)模快速大功率充電設(shè)備的導(dǎo)入使得整個電網(wǎng)供電設(shè)備需要進(jìn)行柔性化、智能化改造。
大數(shù)據(jù)和云計算等信息產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，帶來了 UPS、更高性能的服務(wù)器電源等大功率用電設(shè)備持續(xù)增長；智能終端、手機(jī)的快充技術(shù)給用戶帶來新體驗的同時，也使得原來的小功率充電電源適配器的輸出功率大幅增長。這些應(yīng)用需求的新變化，使得用于電感的金屬磁粉芯的需求持續(xù)快速增長。
有數(shù)據(jù)顯示，2023-2025 年金屬軟磁粉芯行業(yè)預(yù)計整體增速 CAGR 約為 17%，2025 年市場需求預(yù)計約為26萬噸，市場規(guī)模將達(dá)到86億元左右。
03 膜包壓方線
從單根銅線到扁線，再到多股絞合線，在新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的歷程中線材也經(jīng)歷了多輪變革，而2023年又出現(xiàn)了一種全新的線材結(jié)構(gòu)——膜包壓方線。
膜包壓方線是通過成品膜包線擠膜壓方而成，其結(jié)構(gòu)外層是高溫膠帶，內(nèi)層是多芯漆包線或是成品鐵氟龍絕緣線，耐溫特性比其他常規(guī)膜包線要高很多。
在小型化趨勢下，終端產(chǎn)品對空間的要求越來越苛刻。而膜包壓方線由于更低高度、更小體積、高散熱、更高功率的優(yōu)勢，正越來越受到工程師的青睞。
膜包壓方線替代三層絕緣線已成趨勢，不過目前尚處于小批量試驗階段。隨著終端市場的不斷成熟，未來膜包壓方線將會迎來更加廣闊的發(fā)展空間。推薦閱讀：車載磁性元件將全面使用膜包壓方線？
▲膜包壓方線結(jié)構(gòu)截面圖，圖片源自驊鷹優(yōu)霸
04 芯片電感
在AI、物聯(lián)網(wǎng)、5G等產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展背景下，更適用于AI服務(wù)器相關(guān)的高功耗、高散熱要求的芯片電感成為2023年最火熱的產(chǎn)品之一。
芯片電感是一種特殊形式的一體成型電感，位于芯片的供電模塊，能夠起到為芯片前端供電的作用，以維持主板和顯卡中的各種芯片的正常工作。
在大功率領(lǐng)域中，芯片供電需要穩(wěn)定低電壓的狀態(tài)，因此只能通過加大電流維持高功率的需求，對芯片電感提出更高的耐大電流要求。與鐵氧體電感相比，金屬軟磁粉制芯片電感以其更優(yōu)異的磁飽和特性，可以更好耐受大電流，更適用于高性能 GPU，應(yīng)用于 AI 服務(wù)器等高功耗的應(yīng)用場景。
芯片電感更匹配小型化、高功耗的應(yīng)用領(lǐng)域，未來對傳統(tǒng)電感也有較強(qiáng)的替代性。
英麥科生產(chǎn)的芯片電感就是國內(nèi)首創(chuàng)的半導(dǎo)體薄膜工藝第三代功率電感。英麥科創(chuàng)造性地將功率電感與封裝基座一體加工，實現(xiàn)功率電感與封裝基座的二合一。
相比傳統(tǒng)的SIP需要“芯片+電感+基座”，基于英麥科的方案只需將芯片與集成電感及其他器件合封，即可實現(xiàn)完整的電源模塊及周邊電路的功能，進(jìn)一步減小電源模塊的體積，提升功率密度，降低成本。
一體成型電感的應(yīng)用也說明了電感器生產(chǎn)工藝取得了重大進(jìn)步。高性能的磁性元器件不僅取決于優(yōu)異的磁性材料，先進(jìn)的生產(chǎn)工藝亦不可或缺。
PART 3：磁元件技術(shù)發(fā)展方向
過去一年，《磁性元件與電源》聚焦了電子變壓器與電感器最熱門的終端市場，深度報道了新能源汽車、充電樁、儲能、服務(wù)器電源、微型逆變器等領(lǐng)域的發(fā)展情況、市場空間，以及對電子變壓器、電感器的技術(shù)要求。
在行業(yè)“內(nèi)卷”成為企業(yè)普遍現(xiàn)狀的情況下，我們還分析了電子變壓器、電感器企業(yè)外遷辦廠的利弊、如何選擇輕資產(chǎn)或重資產(chǎn)、如何應(yīng)對新能源市場發(fā)展等行業(yè)企業(yè)痛點問題。
在與眾多電子變壓器、電感器、磁性材料廠商、終端市場的高工、行業(yè)專家教授的交流中，我們了解到，高頻化、集成化、大功率、小型化、低損耗已成為電子變壓器、電感器行業(yè)技術(shù)發(fā)展方向。
以最受關(guān)注的新能源汽車為例，新能源汽車在電源系統(tǒng)上的要求越來越高，電源系統(tǒng)多合一集成化設(shè)計成為趨勢，將車載OBC充電機(jī)、DC-DC 轉(zhuǎn)換器和高壓配電單元集成的產(chǎn)品逐步成為車載電源的主流方案。通過車載電源系統(tǒng)的集成，大功率、小型化、集成化、智能化、高性價比成為車載電源產(chǎn)品的發(fā)展方向。
對電子變壓器、電感器而言，由于電路拓?fù)渫咝�、更小體積與更少成本方向發(fā)展，面臨著高頻化、耐久度、高密度磁集成等技術(shù)難點，對電感變壓器也提出了多方面的要求。一是需要不斷提高磁集成度以提升電感、變壓器性能，減小體積和成本；二是需要不斷提高電感、變壓器頻率，適應(yīng)更高工作頻率，以及改善高頻帶來的損耗難題；三是隨著對散熱性能的需求不斷提升，未來超充樁可能會逐步引入液冷散熱方式，對電感、變壓器氣密性也提出了新的需求，需要達(dá)到IP68乃至更高的防護(hù)等級。
再以發(fā)展速度迅速的第三代半導(dǎo)體為例，電子制造業(yè)逐步由第二代向第三代半導(dǎo)體材料過渡，大功率、高頻率、小型化也將成為磁性元件產(chǎn)品發(fā)展的主旋律，技術(shù)變革將帶動智能裝備跨入新的發(fā)展階段，掀起整個電子元器件設(shè)計新浪潮，同時也提出了更高的工藝要求。
使用第三代半導(dǎo)體材料后，開關(guān)電源頻率提高，在高頻化、大功率、小體積的要求下，要求電子變壓器、電感器減小體積，優(yōu)化散熱，需要往扁平化、集成化方向設(shè)計。
對磁芯來說，在高頻狀態(tài)下，晶粒尺寸要小，粉料粒度更細(xì)。需要從粉料配方、工藝條件都進(jìn)行革新。高頻大磁場、寬溫低損耗、寬頻低損、高Bs低損耗成為磁芯的發(fā)展方向。
對線材來說，在較高頻率下，多股絞合線得到廣泛應(yīng)用，需要提高絞線工藝和提高線材的溫度等級。線要做得越來越細(xì)，為避免在繞線過程中線由于過細(xì)而易斷，對線的耐彎曲特性也提出一定要求。此外，為減小損耗，多股絞合線、利茲線、膜包線都能一定程度上減小趨膚效應(yīng)。
結(jié)語
這些新材料、新科技的出現(xiàn)，共同塑造了中國磁性元器件行業(yè)乃至中國制造業(yè)在2023年奮力向前、堅韌頑強(qiáng)的年度形象。
只要回看歷史就不難發(fā)現(xiàn)，在過去十年、二十年，我國磁性元
器件行業(yè)只能跟隨在日本、德國等一眾發(fā)達(dá)國家的腳步后面一步步學(xué)習(xí)、模仿、借鑒。但在眾多科研學(xué)者、工程師的努力下，如今我國磁性元器件在世界上的發(fā)展已走在前列。
新材料、新發(fā)明的出現(xiàn)并不是它的全部。這些“高光時刻”的鑄就是在一個個磁性材料的研發(fā)人員夜以繼日的研究中托舉起來的�！靶 比宋锍删汀按蟆笔录麄冎档帽汇懹�。
推薦閱讀：在成為磁材專家這條路上，他已走了20余載
推薦閱讀：他的人生軌跡，伴隨著中國鐵氧體磁材的發(fā)展
凡是過往，皆為序章。向前發(fā)展永無止境，我們永遠(yuǎn)期待更美好的未來！ |
