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從癸卯年到甲辰年，世界仿佛又度過(guò)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(dòng)著人類(lèi)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(guò)去的2023年是真實(shí)有力、平凡又偉大的。

萬(wàn)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(duì)這些瞬間的篩選與盤(pán)點(diǎn)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(guó)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(zhǎng)

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(shí)代的到來(lái)誰(shuí)也無(wú)法阻擋，那么，在剛過(guò)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(lèi)在人工智能領(lǐng)域的發(fā)展進(jìn)程。

相較于互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代搜索引擎關(guān)鍵詞結(jié)構(gòu)化檢索的知識(shí)服務(wù)模式，ChatGPT轉(zhuǎn)向大模型時(shí)代的自然語(yǔ)言指令調(diào)用知識(shí)，并從圖形界面觸控式交互轉(zhuǎn)向自然語(yǔ)言對(duì)話(huà)式交互，催生自然語(yǔ)言交互時(shí)代的到來(lái)，也讓人機(jī)交互更加自然、高效且人性化。

長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，ChatGPT不僅是對(duì)新一代聊天機(jī)器人和生成式AI的突破，還將對(duì)AI產(chǎn)業(yè)乃至各行業(yè)數(shù)智化轉(zhuǎn)型升級(jí)帶來(lái)顛覆性變革，進(jìn)而重構(gòu)產(chǎn)業(yè)知識(shí)模型構(gòu)建范式，推動(dòng)智力密集型服務(wù)產(chǎn)業(yè)規(guī)?；褪袌?chǎng)化。

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02 人工智能/AI

回望2023年，各類(lèi)AI工具的崛起勢(shì)如破竹，從寫(xiě)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(shí)代邁向AI元宇宙的重要拐點(diǎn)。AIGC開(kāi)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(duì)生產(chǎn)流程、生產(chǎn)模式和供應(yīng)鏈體系等生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)過(guò)程產(chǎn)生巨大影響。一是AI設(shè)備對(duì)樣品進(jìn)行視覺(jué)檢查的能力正在迅速提高，可在超出人類(lèi)視覺(jué)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(guò)調(diào)節(jié)和改進(jìn)生產(chǎn)過(guò)程中的參數(shù)，對(duì)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(guò)程；三是提高新產(chǎn)品制造過(guò)程中的設(shè)計(jì)、制造效率。

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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(cè)，到2028年，GaN功率器件市場(chǎng)的價(jià)值將從2021年的1.26億美元增長(zhǎng)到20.4億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá)49%，消費(fèi)電子、汽車(chē)、通信、數(shù)據(jù)中心等應(yīng)用對(duì)其青睞有加。與此同時(shí)，大批廠商也力圖在GaN上實(shí)現(xiàn)技術(shù)和產(chǎn)能突破以搶占市場(chǎng)先機(jī)，激烈的競(jìng)爭(zhēng)正快速推動(dòng)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(lái)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(duì)漫長(zhǎng)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(jì)，截至2023年上半年，全球已有40款碳化硅車(chē)型進(jìn)入量產(chǎn)交付，上半年全球碳化硅車(chē)型銷(xiāo)量超過(guò)120萬(wàn)輛。從Yole Intelligence發(fā)布的2023年版《功率碳化硅報(bào)告》來(lái)看，碳化硅行業(yè)近年實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)紀(jì)錄的增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)到2028年，全球功率碳化硅器件市場(chǎng)將增長(zhǎng)至近90億美元。

在新能源產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展下，將推動(dòng)第三代半導(dǎo)體材料需求爆發(fā)，產(chǎn)業(yè)迎來(lái)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(chē)、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(lái)巨大的發(fā)展機(jī)遇。

 04 超導(dǎo)材料

不過(guò)，對(duì)新材料的渴望也致使科學(xué)界出現(xiàn)了個(gè)鬧劇。2023年夏天，韓國(guó)科研團(tuán)隊(duì)曾宣稱(chēng)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(shí)現(xiàn)超導(dǎo)。但它很快就被證實(shí)，該材料并無(wú)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(duì)線(xiàn)材有何影響？

雖是一場(chǎng)鬧劇，但科學(xué)家們一直從未停止過(guò)對(duì)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(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、中南大學(xué)、電子科技大學(xué)等科研團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)LK-99存在超導(dǎo)相的明確證據(jù)。

近日，美國(guó)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(kāi)發(fā)了一種新策略來(lái)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(jì)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(lái)，人類(lèi)執(zhí)著于對(duì)超導(dǎo)材料的研究與探索，“科幻世界描繪的場(chǎng)景在人間復(fù)現(xiàn)”或許在未來(lái)并非是一場(chǎng)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(guò)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(shí)發(fā)展的幅度并不大。

但在新能源汽車(chē)、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(guò)哪些“高光時(shí)刻”呢？

01 97材

從新能源市場(chǎng)需求及技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，磁性元器件需要提高轉(zhuǎn)換效率的同時(shí)降低損耗、小型化。對(duì)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(lái)實(shí)現(xiàn)磁芯小型化。

目前，97材可以說(shuō)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?？蓮V泛應(yīng)用于服務(wù)器、充電樁、車(chē)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(lái)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(lèi)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(mǎn)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(chē)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(fèi)需求的新趨勢(shì)，而大規(guī)?？焖俅蠊β食潆娫O(shè)備的導(dǎo)入使得整個(gè)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(jì)算等信息產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，帶來(lái)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(zhǎng)；智能終端、手機(jī)的快充技術(shù)給用戶(hù)帶來(lái)新體驗(yàn)的同時(shí)，也使得原來(lái)的小功率充電電源適配器的輸出功率大幅增長(zhǎng)。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(zhǎng)。

有數(shù)據(jù)顯示，2023-2025 年金屬軟磁粉芯行業(yè)預(yù)計(jì)整體增速 CAGR 約為 17%，2025 年市場(chǎng)需求預(yù)計(jì)約為26萬(wàn)噸，市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到86億元左右。

 03 膜包壓方線(xiàn)

從單根銅線(xiàn)到扁線(xiàn)，再到多股絞合線(xiàn)，在新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的歷程中線(xiàn)材也經(jīng)歷了多輪變革，而2023年又出現(xiàn)了一種全新的線(xiàn)材結(jié)構(gòu)——膜包壓方線(xiàn)。

膜包壓方線(xiàn)是通過(guò)成品膜包線(xiàn)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(xiàn)或是成品鐵氟龍絕緣線(xiàn)，耐溫特性比其他常規(guī)膜包線(xiàn)要高很多。

在小型化趨勢(shì)下，終端產(chǎn)品對(duì)空間的要求越來(lái)越苛刻。而膜包壓方線(xiàn)由于更低高度、更小體積、高散熱、更高功率的優(yōu)勢(shì)，正越來(lái)越受到工程師的青睞。

膜包壓方線(xiàn)替代三層絕緣線(xiàn)已成趨勢(shì)，不過(guò)目前尚處于小批量試驗(yàn)階段。隨著終端市場(chǎng)的不斷成熟，未來(lái)膜包壓方線(xiàn)將會(huì)迎來(lái)更加廣闊的發(fā)展空間。推薦閱讀：車(chē)載磁性元件將全面使用膜包壓方線(xiàn)？

▲膜包壓方線(xiàn)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(guò)加大電流維持高功率的需求，對(duì)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(chǎng)景。

芯片電感更匹配小型化、高功耗的應(yīng)用領(lǐng)域，未來(lái)對(duì)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(guó)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(shí)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(shí)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(shuō)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(guò)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(mén)的終端市場(chǎng)，深度報(bào)道了新能源汽車(chē)、充電樁、儲(chǔ)能、服務(wù)器電源、微型逆變器等領(lǐng)域的發(fā)展情況、市場(chǎng)空間，以及對(duì)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(duì)新能源市場(chǎng)發(fā)展等行業(yè)企業(yè)痛點(diǎn)問(wèn)題。

在與眾多電子變壓器、電感器、磁性材料廠商、終端市場(chǎng)的高工、行業(yè)專(zhuān)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(chē)為例，新能源汽車(chē)在電源系統(tǒng)上的要求越來(lái)越高，電源系統(tǒng)多合一集成化設(shè)計(jì)成為趨勢(shì)，將車(chē)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(chē)載電源的主流方案。通過(guò)車(chē)載電源系統(tǒng)的集成，大功率、小型化、集成化、智能化、高性?xún)r(jià)比成為車(chē)載電源產(chǎn)品的發(fā)展方向。

對(duì)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(diǎn)，對(duì)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(lái)的損耗難題；三是隨著對(duì)散熱性能的需求不斷提升，未來(lái)超充樁可能會(huì)逐步引入液冷散熱方式，對(duì)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(jí)。

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(guò)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(dòng)智能裝備跨入新的發(fā)展階段，掀起整個(gè)電子元器件設(shè)計(jì)新浪潮，同時(shí)也提出了更高的工藝要求。

使用第三代半導(dǎo)體材料后，開(kāi)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(jì)。

對(duì)磁芯來(lái)說(shuō)，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(chǎng)、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(duì)線(xiàn)材來(lái)說(shuō)，在較高頻率下，多股絞合線(xiàn)得到廣泛應(yīng)用，需要提高絞線(xiàn)工藝和提高線(xiàn)材的溫度等級(jí)。線(xiàn)要做得越來(lái)越細(xì)，為避免在繞線(xiàn)過(guò)程中線(xiàn)由于過(guò)細(xì)而易斷，對(duì)線(xiàn)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(xiàn)、利茲線(xiàn)、膜包線(xiàn)都能一定程度上減小趨膚效應(yīng)。

結(jié)語(yǔ)

這些新材料、新科技的出現(xiàn)，共同塑造了中國(guó)磁性元器件行業(yè)乃至中國(guó)制造業(yè)在2023年奮力向前、堅(jiān)韌頑強(qiáng)的年度形象。

只要回看歷史就不難發(fā)現(xiàn)，在過(guò)去十年、二十年，我國(guó)磁性元器件行業(yè)只能跟隨在日本、德國(guó)等一眾發(fā)達(dá)國(guó)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(guó)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(shí)刻”的鑄就是在一個(gè)個(gè)磁性材料的研發(fā)人員夜以繼日的研究中托舉起來(lái)的。“小”人物成就“大”事件，他們值得被銘記。

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凡是過(guò)往，皆為序章。向前發(fā)展永無(wú)止境，我們永遠(yuǎn)期待更美好的未來(lái)！