free性欧美人与牛,国产又粗又硬又大爽黄老大爷视 ,国产成人人妻精品一区二区三区 ,√天堂8资源中文,国产亚洲精品一区二区三区

廣告
廣告
政策推動(dòng)下,5G基站電源的應(yīng)用現(xiàn)狀
您的位置 資訊中心 > 市場(chǎng)分析 > 正文

政策推動(dòng)下,5G基站電源的應(yīng)用現(xiàn)狀

2022-08-16 15:35:50 來(lái)源:半導(dǎo)體器件應(yīng)用網(wǎng) 作者:半導(dǎo)體器件應(yīng)用網(wǎng) 點(diǎn)擊:78416

前言

自2019年,5G應(yīng)用進(jìn)入商用元年,國(guó)家政策對(duì)5G基站建設(shè)的重視度不斷上升。據(jù)工業(yè)和信息化部最新統(tǒng)計(jì),截至4月末,中國(guó)已建成5G基站161.5萬(wàn)個(gè),成為全球首個(gè)基于獨(dú)立組網(wǎng)模式規(guī)模建設(shè)5G網(wǎng)絡(luò)的國(guó)家。5G基站占移動(dòng)基站總數(shù)的16%。中國(guó)5G基站總量占全球60%以上,每萬(wàn)人擁有5G基站數(shù)達(dá)到10.1個(gè),比上年末提高近1倍。而配合5G基站電源產(chǎn)品也得到廣泛應(yīng)用。

5G基站電源應(yīng)用情況

5G基站電源主要由給PA供電電源和板上電源兩部分組成。 尤其是在MIMO里面由于通道數(shù)增多,PA功率提升很快。給PA供電電源主要是從-48V經(jīng)過(guò)電源來(lái)實(shí)現(xiàn)。另外在板上還有很多諸如ASIC/FPGA等功耗比較大的處理芯片,對(duì)整機(jī)的功耗也有很大的影響,同時(shí)也有給其它諸如接口等供電的電源。

一般來(lái)講,5G基站功耗是4G基站的3~4倍,AAU功耗增加是5G功耗增加的主要原因。由此也帶來(lái)運(yùn)營(yíng)商電費(fèi)的直線上升,因此5G的功耗控制,對(duì)于運(yùn)營(yíng)商和設(shè)備商來(lái)說(shuō),是一個(gè)非常緊迫的問(wèn)題。詳見下表4G RRU與5G AAU所需的電源功率。

1

目前5G基站的部署量在高速增長(zhǎng),在可持續(xù)發(fā)展的時(shí)代背景下,5G基站也會(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,5G基站電源的主要部分都有很大的優(yōu)化空間。

安森美中國(guó)區(qū)通訊與服務(wù)器市場(chǎng)應(yīng)用工程總監(jiān)蔣懷剛認(rèn)為,針對(duì)功耗問(wèn)題,目前主要的應(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。這方面的市場(chǎng)空間仍是非常大的。

5G基站主要分為宏基站和小基站。中興通訊通信電源研發(fā)部總工熊勇認(rèn)為,小基站對(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。

隨著數(shù)量的爆炸性增長(zhǎng),小基站為應(yīng)用場(chǎng)景會(huì)帶來(lái)了功耗增加、電力引入困難、電池存儲(chǔ)能力增加等挑戰(zhàn),同時(shí)也面臨著主機(jī)問(wèn)題、空間安裝問(wèn)題、升級(jí)改造問(wèn)題等。

另一方面,隨著數(shù)量增加之后,設(shè)備種類增加,運(yùn)維費(fèi)用也會(huì)逐漸增多。類似于自動(dòng)駕駛以及遠(yuǎn)程醫(yī)療等新業(yè)務(wù)對(duì)5G基站的提出可靠性和高效更高要求。熊勇認(rèn)為,對(duì)于小基站點(diǎn)會(huì)要求更小型化、輕型化,并且容易安裝、快速部署,同時(shí)能夠節(jié)省工程費(fèi)用和改善運(yùn)維方式。

5G基站電源模塊開發(fā)和設(shè)計(jì)面臨哪些新挑戰(zhàn)?

總的來(lái)說(shuō),目前5G基站電源模塊在開發(fā)和設(shè)計(jì)上主要面臨效率、功率密度、可靠性和散熱等挑戰(zhàn)。

功率密度方面,由于板上器件物料越多,功耗越來(lái)越大,而未來(lái)又有基站小型化的需求,因此電源功率密度需要更高,目前主要通過(guò)更高的開關(guān)頻率來(lái)減少外圍器件的面積。

安森美于近日推出的業(yè)界首款臨界導(dǎo)通模式(CrM)PFC控制器NCP1680,以及連續(xù)電流模式適用于圖騰柱PFC的NCP1681,可以靈活配合GaN實(shí)現(xiàn)99%效率的高功率密度5G基站電源方案。

5G基站設(shè)備站點(diǎn)部署逐漸增多,那么對(duì)于供電需求大幅增加,節(jié)能減排的需求越發(fā)明顯。因此,需要提高重載和輕載時(shí)的效率。

另外針對(duì)目前5G通訊基帶芯片70A~100A以上的大電流解決方案,安森美也提供了多項(xiàng)電源:多相+智能功率級(jí)方案。除了大幅提升系統(tǒng)效率,節(jié)省電費(fèi)的同時(shí),因?yàn)榉庋b上兼容其他主流廠商,在今天缺貨大環(huán)境的情況下也極大地為5G客戶保障了multi-source供應(yīng)隱患。

2

TI資深現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用工程師Given Ding認(rèn)為,另一大挑戰(zhàn)則是質(zhì)量管控?;緦?duì)于可靠性一直具有非常高的要求,而隨著功耗的增加,電源芯片功耗越來(lái)越大,導(dǎo)致更大的電應(yīng)力和熱應(yīng)力,給基站的可靠性帶來(lái)了挑戰(zhàn)。

據(jù)了解,TI本身對(duì)可靠性相關(guān)測(cè)試具有嚴(yán)格把控,而在芯片規(guī)格上,產(chǎn)品也有相應(yīng)的升級(jí),諸如新發(fā)布的TPS543620等器件,結(jié)溫Tj從傳統(tǒng)的125C提升到150C,給予實(shí)際應(yīng)用更多的余量。在保護(hù)機(jī)制上,TI多相方案均通過(guò)多重過(guò)流保護(hù)或短路保護(hù)來(lái)提升可靠性。

從系統(tǒng)角度來(lái)說(shuō),智慧監(jiān)控要求對(duì)實(shí)際工況進(jìn)行監(jiān)控上報(bào)。TPS546D24等帶有通訊接口的器件也都會(huì)上報(bào)電壓電流,同時(shí)發(fā)生故障時(shí)也會(huì)對(duì)狀態(tài)寄存器置位上報(bào),以便于排查。同時(shí),芯片在上電之前會(huì)有自檢的過(guò)程。

第三代半導(dǎo)體材料使用占比不足10%

第三代半導(dǎo)體主要是以氮化鎵(GaN)和碳化硅(SiC)為代表的新型功率器件。氮化鎵一直是基站里制造高射頻PA的半導(dǎo)體材料。同樣SiC器件Tj溫升可以達(dá)到175℃,大幅提升5G基站壽命和可靠性。

蔣懷剛指出,目前5G基站電源使用第三代半導(dǎo)體材料的占比還小于10%。主要的制約因素還是目前應(yīng)用方面特別是驅(qū)動(dòng)、PCB布局、封裝技術(shù)工藝制造以及周邊的電感變壓器,EMI濾波器等受高頻的限制等,再有則是價(jià)格和系統(tǒng)可靠性等制約因素。

價(jià)格方面,第三代半導(dǎo)體還在持續(xù)升級(jí)并且可以降低30%的損耗,但由于其成本依然高于SiMOS,所以限制了其在通信電源行業(yè)的大規(guī)模應(yīng)用。當(dāng)前市場(chǎng)上基于SiMOS的傳統(tǒng)通信AC/DC電源的整體效率普遍可以達(dá)到97%,但其效率的提升空間較為有限。基于第三代半導(dǎo)體材料的系統(tǒng)效率就可以達(dá)到98%以上。通信電源的終端客戶目前還是更多考慮成本和效率之間的平衡。

針對(duì)成本問(wèn)題,TI GaN創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)出了集成驅(qū)動(dòng)器、保護(hù)和溫度報(bào)告的GaN FET,在提升系統(tǒng)性能的同時(shí)也優(yōu)化了系統(tǒng)的整體成本。

據(jù)悉,今年五月份國(guó)內(nèi)某大廠已經(jīng)宣布量產(chǎn)了使用了GaN的3KW超功率密度(100 W/inch3)服務(wù)器電源,相信很快會(huì)延伸到更多通訊客戶電源方案的革新與換代。

可靠性方面,第三代半導(dǎo)體由于其高耐壓、高開關(guān)頻率的特性,對(duì)其可靠性提出了很大的挑戰(zhàn)。加至通信電源對(duì)于整個(gè)通信系統(tǒng)的安全運(yùn)行非常關(guān)鍵,其設(shè)計(jì)壽命平均為10年以上,對(duì)于系統(tǒng)的可靠性有很高的要求。

針對(duì)可靠性問(wèn)題, TI GaN通過(guò)了硅鑒定標(biāo)準(zhǔn)和JEDEC,并且通過(guò)了JEP180,證明TI GaN在元件級(jí)和電源應(yīng)用中均具有可靠性。

與之配套的,安森美提供相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)器IC,如NCP51820/NCD57252/NCP51561等, 甚至還專門開發(fā)了將驅(qū)動(dòng)器+ GaN集成一體的系列,可大大簡(jiǎn)化GaN以及SiC系統(tǒng)設(shè)計(jì)難度,簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)。

另外,安森美也推出了業(yè)界第一款TOLL封裝的650V SiC NTBL045N065SC1。除了更小尺寸之外,TOLL封裝還提供更好的熱性能和更低的封裝電感(2 nH)。其開爾文源極(Kelvin source)配置可確保更低的門極噪聲和開關(guān)損耗,確保在具有挑戰(zhàn)性的電源設(shè)計(jì)中能顯著提高能效和功率密度,以及改善電磁干擾(EMI)和更容易進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)。

目前來(lái)看,雖然第三代半導(dǎo)體材料使用占比還小,但安森美、TI等國(guó)際大廠均提供了相應(yīng)的解決方案。相信隨著下游企業(yè)對(duì)新器件應(yīng)用的熟悉,假以時(shí)日,第三代半導(dǎo)體一定會(huì)逐漸取代原有硅MOSFET。

功率器件迎來(lái)機(jī)遇與挑戰(zhàn)

整體來(lái)說(shuō),5G基站設(shè)備功耗約為4G的3~4倍,而且需要部署2~3倍4G基站數(shù)量才可以達(dá)到相同的網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積,未來(lái)5G網(wǎng)絡(luò)的功耗將是4G的6~12倍。所以5G基站的高功耗、高密集布站需求就對(duì)系統(tǒng)效率、系統(tǒng)散熱和功率密度提出了挑戰(zhàn),同時(shí)這些挑戰(zhàn)也給功率器件帶來(lái)了更多的機(jī)遇。

效率方面,相較于SiMOS,第三代半導(dǎo)體GaN/SiC的開關(guān)速度更快,降低開關(guān)損耗,繼而提升系統(tǒng)效率。并且在PFC電源設(shè)計(jì)中,由于GaN沒有體二極管,其可以比SiC實(shí)現(xiàn)更高的峰值效率。TI資深現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用工程師Kevin Wen介紹,TI GaN內(nèi)部集成了驅(qū)動(dòng)器,進(jìn)一步降低了硬開關(guān)損耗。目前基于TI GaN的5Kw PFC設(shè)計(jì)的峰值效率已經(jīng)可以達(dá)到99%。

功率密度方面,使用GaN可以減小PCB板上的無(wú)源器件的尺寸,縮小布板空間,從而減小系統(tǒng)尺寸和重量。TI GaN在通信AC-DC電源中可以將功率密度從小于50W/in3提升至大于100W/in3。

散熱方面,TI GaN FET封裝的熱阻抗比同類封裝產(chǎn)品低23%,可以幫助工程師使用更小的散熱器,并同時(shí)簡(jiǎn)化熱設(shè)計(jì)。

蔣懷剛也認(rèn)為,5G基站電源要求高功率密度和高能效, 這無(wú)疑需要從傳統(tǒng)的DC-DC POL走向multiphase controller + Power stage的趨勢(shì),以及寬禁帶第三代半導(dǎo)體帶來(lái)高能效,更小體積的益處。

5G基站電源未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)及企業(yè)市場(chǎng)布局

隨著5G基站的大規(guī)模普及,相應(yīng)的電源方案的需求也會(huì)不停需要提升,甚至更新?lián)Q代。 5G基站電源的發(fā)展趨勢(shì)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(biāo)前進(jìn)。

據(jù)悉,目前安森美已經(jīng)在第三代半導(dǎo)體方面大力布局,包括從基板襯底到最終產(chǎn)品,到封裝相關(guān)的技術(shù),增加產(chǎn)能,給客戶提供越來(lái)越多的新產(chǎn)品,以及和客戶簽訂長(zhǎng)期供應(yīng)協(xié)議等等。

此外,TI在5G市場(chǎng)有完善的布局與規(guī)劃,合作客戶覆蓋全球通信市場(chǎng),涵蓋了通信電源的各類應(yīng)用,在給客戶提供解決方案和技術(shù)支持的同時(shí)與客戶一起規(guī)劃有競(jìng)爭(zhēng)力的通信電源產(chǎn)品路標(biāo)。各產(chǎn)品線為基站電源提供了全套的解決方案。

據(jù)透露,中興通訊5G基站電源在全國(guó)范圍內(nèi)已占據(jù)1/3左右的市場(chǎng)份額。熊勇表示:“作為5G設(shè)備供應(yīng)商,中興通訊對(duì)主設(shè)備、場(chǎng)景應(yīng)用以及客戶有比較深刻的理解。我們會(huì)跟咱們的某些產(chǎn)品進(jìn)行很好的配合,盡量實(shí)現(xiàn)全場(chǎng)景的端到端的整體解決方案,保證5G網(wǎng)絡(luò)安全可靠運(yùn)行情況下,也實(shí)現(xiàn)人員利用的最大化,然后促進(jìn)人員管理的建設(shè)和高效的運(yùn)維。”

麥格米特葉俸良也表示:“其實(shí)不管是從那個(gè)方面來(lái)考慮,這都是一個(gè)大的趨勢(shì)。因?yàn)橐院蟀ㄖ悄芗译?,自?dòng)駕駛等在內(nèi)的領(lǐng)域都會(huì)用到。5G基站電源擁有非常大的市場(chǎng)前景。我們公司也在大力發(fā)展。”

他認(rèn)為,目前深圳市已經(jīng)推出自動(dòng)駕駛公交和滴滴出租車的試點(diǎn),市場(chǎng)已經(jīng)進(jìn)入試運(yùn)營(yíng)階段。后續(xù)隨著5G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的成熟,未來(lái)5G基站應(yīng)用一定是大力發(fā)展的方向。

結(jié)語(yǔ)

隨著政策和市場(chǎng)應(yīng)用的改善,5G基站數(shù)量正呈爆發(fā)式增長(zhǎng),5G基站電源市場(chǎng)迎來(lái)廣闊空間。隨著5G基站小型化、輕型化發(fā)展,5G基站電源正面臨著更高功率密度、更緊湊的設(shè)計(jì)和更高能效等要求,同時(shí)運(yùn)維費(fèi)用也隨著增加。這也為5G基站電源應(yīng)用的進(jìn)一步優(yōu)化指明了方向。受制于價(jià)格方面的影響,第三代半導(dǎo)體材料的使用占比很小,但未來(lái)也會(huì)是應(yīng)用趨勢(shì)。我們也相信,隨著5G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的逐步成熟,自動(dòng)駕駛、遠(yuǎn)程醫(yī)療、移動(dòng)通信、數(shù)據(jù)中心等應(yīng)用場(chǎng)景也將迎來(lái)廣闊的市場(chǎng)機(jī)遇。

本文為嗶哥嗶特資訊原創(chuàng)文章,未經(jīng)允許和授權(quán),不得轉(zhuǎn)載,否則將嚴(yán)格追究法律責(zé)任;

閱讀延展
5G基站 5G基站電源 5G
  • 5G基站電源的技術(shù)發(fā)展和未來(lái)趨勢(shì)在哪里?

    5G基站電源的技術(shù)發(fā)展和未來(lái)趨勢(shì)在哪里?

    5G網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展加速擴(kuò)大了5G基站建設(shè)的規(guī)模,為5G基站電源市場(chǎng)預(yù)備了廣闊的市場(chǎng)空間。目前來(lái)說(shuō),5G基站電源市場(chǎng)的現(xiàn)狀如何?未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)怎么走?這又給半導(dǎo)體廠商帶來(lái)了哪些市場(chǎng)機(jī)遇?

  • 5G基站電源與智慧燈桿技術(shù)論壇演講嘉賓揭曉

    5G基站電源與智慧燈桿技術(shù)論壇演講嘉賓揭曉

    北方工業(yè)大學(xué)電氣與控制工程學(xué)院副院長(zhǎng)周京華、中興通訊研發(fā)總工熊勇、深圳市云之聲科技有限公司創(chuàng)始人張南松等六位演講嘉賓亮相5G基站電源與智慧燈桿技術(shù)分論壇。

  • 5G基站電源市場(chǎng)超百億 磁企早已蓄勢(shì)待發(fā)

    5G基站電源市場(chǎng)超百億 磁企早已蓄勢(shì)待發(fā)

    截至2021年底,我國(guó)累計(jì)建成并開通5G基站142.5萬(wàn)個(gè),建成全球最大5G網(wǎng),5G基站電源市場(chǎng)超百億。針對(duì)這一市場(chǎng),磁性元器件企業(yè)早已蓄勢(shì)待發(fā)。

  • 5G基站電源與智慧燈桿技術(shù)研討會(huì)圓滿落幕

    5G基站電源與智慧燈桿技術(shù)研討會(huì)圓滿落幕

    8月26日上午12點(diǎn)15分,2021'中國(guó)電子熱點(diǎn)解決方案創(chuàng)新峰會(huì)暨第二屆5G基站電源與智慧燈桿技術(shù)研討會(huì)圓滿落幕。

  • 5G基站加速建設(shè) 電源需求快速增長(zhǎng)

    5G基站加速建設(shè) 電源需求快速增長(zhǎng)

    據(jù)工信部統(tǒng)計(jì),2020 中國(guó)新增 58 萬(wàn)個(gè) 5G 基站,累計(jì)同比增長(zhǎng) 446%。那么相應(yīng)的5G基站電源的市場(chǎng)情況又會(huì)如何呢?

微信

第一時(shí)間獲取電子制造行業(yè)新鮮資訊和深度商業(yè)分析,請(qǐng)?jiān)谖⑿殴娰~號(hào)中搜索“嗶哥嗶特商務(wù)網(wǎng)”或者“big-bit”,或用手機(jī)掃描左方二維碼,即可獲得嗶哥嗶特每日精華內(nèi)容推送和最優(yōu)搜索體驗(yàn),并參與活動(dòng)!

發(fā)表評(píng)論

  • 最新評(píng)論
  • 廣告
  • 廣告
  • 廣告
廣告
粵B2-20030274號(hào)   Copyright Big-Bit ? 2019-2029 All Right Reserved 大比特資訊 版權(quán)所有     未經(jīng)本網(wǎng)站書面特別授權(quán),請(qǐng)勿轉(zhuǎn)載或建立影像,違者依法追究相關(guān)法律責(zé)任