随着AI产业快速发展,对于芯片电感等电子元件要求提升,芯片电感向高效率、高功率密度、小型化方向发展。
随着芯片功率增加,芯片电感材料由铁氧体向金属软磁材料转型,金属软磁材料电感具有高效率、小体积、响应大电流优势,更符合未来算力应用需求。
后续推出的AI芯片功率预计都在700W以上,金属软磁芯片电感有望成为主流电感解决方案,如英伟达H100就采用金属软磁芯片电感。
芯片电感是芯片供电模块的关键组成部分,它通过电磁感应原理来储存和释放能量,起到滤波、稳压、储能、抑制电磁干扰作用:
(1)滤波:滤除电源芯片输出的高频噪声信号,确保供电稳定性。
(2)稳压:能够提供额外的电流以保持电压稳定,有助于减小负载瞬时影响,提高系统稳定性。
(3)抑制电磁干扰:通过滤除高频噪声和电流尖峰,降低系统电磁辐射和对外部电磁干扰。
上游包括软磁粉体材料,中游为软磁粉芯,下游为芯片电感产品。
根据材料不同,电感可分为:陶瓷芯、铁氧体、金属软磁粉芯电感。
前期主流芯片电感主要采用铁氧体材质,损耗较低,但随着电源模块的小型化和电流增加,铁氧体电感体积和饱和特性已很难满足当前发展需求。
以羰基铁粉、超细雾化合金粉为基础制备的软磁粉体材料,制成的一体成型电感在笔电、 服务器、汽车电子等领域已得到广泛应用。
一体成型电感是绕线电感的升级版,由绕组和磁芯等原材料组成,通过将空心线圈植入模具并填充磁性粉体压铸而成。
一体成型电感直流阻抗低、结构稳定、效率高、保持优秀的电流及饱和电流特性,主要应用于消费电子、通讯设备、汽车电子等市场:
(1)消费电子:在智能手机、平板、笔电等便携式设备中成为首选的电感元件。
(2)通信设备:用于5G基站、路由器等通信设备,改善电源链路性能,保证信号传输稳定性。
(3)汽车电子:应用于汽车电源管理系统、车载信息娱乐系统、自动驾驶系统中。
(1)上游金属软磁粉、粉芯供应商:铂科新材、屹通新材、悦安新材。
(2)一体成型电感供应商:麦捷科技、科瑞思、美信科技、田中精机、铭普光磁、顺络电子。
铂科新材:主营金属软磁粉、金属软磁粉芯及芯片电感,公司芯片电感已批量用于英伟达AI芯片H100。
麦捷科技:主营一体成型功率电感、绕线功率电感、滤波器等产品,一体成型电感出货份额国内第一。
美信科技:主营磁性元器件,包括网络变压器、平板变压器、一体成型电感,片式电感等。
科瑞思:主营网络变压器、电源电感器类全自动绕线设备,产品包括一体成型电感、共模贴片电感等高端电感。