创新应对能耗挑战,华为发布模块电源六大趋

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什么是模块电源?其将交流电转换为直流电,再将直流电转为48V、12V、5V、3.3V及以下的不同大小的直流电压输出,为设备、内部单板、芯片等各个部件供电。不言而喻,模块电源是一切电子设备的基础。没有它,通信设备、IT设备、终端都无法运行。没有它,不管是如今的移动互联生活,还是未来万物智联时代,都无从谈起。如今,随着千行百业数字化转型与智能社会的到来,海量数据传输和处理对ICT设备的功耗要求越来越高,对模块电源的性能与效率要求也随之提高。那未来模块电源将迎来怎样的发展趋势?年1月22日,华为数字能源发布模块电源未来趋势。两大趋势呼唤模块电源变革创新当前,以5G、数据中心、人工智能、工业互联网等为代表的新基建正推动各行各业数字化转型,加速万物互联的智能社会到来。这场数字化变革下,海量终端产生的数据将爆炸式增长,为了传输和处理这些数据,各行各业都面临着功耗挑战,比如5G网络整体功耗相对4G将翻倍,数据中心随着算力大幅提升功耗也随之翻倍。分析数据显示,预计到年,全球通信站点数量将增至万个,年耗电量超过亿度;数据中心将增至万机架,年耗电量超过亿度;泛工业场景,仅轨道交通、工业制造行业年耗电量将超过16万亿度;智能终端数达亿部,年耗电量也将高达亿度。数字化转型和万物智联给社会带来的能耗压力将越来越大。与此同时,节能减排已成为全球发展主题,一场能源革命已在全球范围内掀起。比如,为节约资源和保护环境,我国已提出年前达到碳达峰,年实现碳中和,日韩也提出了在实现碳中和。未来,包括IT领域、通信领域、工业领域、以及消费电子领域的各行各业必将会越来越重视绿色发电、高效地用电。基于以上两大背景,华为发布了模块电源的六大发展趋势,助力全行业数字化升级。模块电源六大发展新趋势华为数字能源产品线副总裁兼模块电源领域总裁秦真指出,在千行百业数字化转型以及全球能源变革的大背景下,模块电源将向“数字化”,“小型化”,“芯片化”,“全链路高效”,“超级快充”,“安全可信”六大趋势发展。数字化传统电源都是采用模拟控制技术的“哑设备”,不知道其内部工作状态,也无法预测其使用寿命,只有设备发生故障后,才知道电源出问题了,这使得管理和运维工作非常被动。而能源数字化通过部件级、设备级和网络级数字化,可实现电源可视,可管,可优,寿命可预测。一方面,设备部件采用全数字控制,可与负载联动节能、调优,在线升级,以及实时上报工作状态和故障;另一方面,通过网络连接云端,可在云端就能看到电源内部的电压、电流、频率等工作状态,实现数据可视可管、设备可视可控,同时,通过引入AI还能精准的预测电源故障和寿命,以及提升整个电源系统的效率。小型化随着数据量倍增,功耗及算力持续提升,电源的高密小型化已是必然趋势。尤其是随着近几年数字化电源发展,预计高密化发展趋势会更加迅猛。当前服务器电源的功率密度约为每立方英寸W左右,预计到三五年之后这个值将会翻一番,达到W以上;二次模块目前为每立方英寸W左右,三五年之后预计将达到W以上。那如何实现电源的高密小型化?主要有高频、器件集成、3D布局等技术,比如将工作频率提高到MHz级,通过磁集成技术和3D布局设计来节省空间和提升效率,同时MOS管也将向包括碳化硅、氮化镓等化合物半导体材料发展。芯片化电源芯片化,指基于半导体封装技术和高频集成技术实现传统电源PSiP(PowerSupplyinPackage)化。电源模块将逐渐由原来的PCBA形态向塑封形态演进,并从独立硬件向软硬件耦合的方向发展。简单的讲,电源芯片化使得传统电源就像现在的芯片一样塑封,肉眼看不到任何电阻、电容、电感、MOS管等传统功率器件,也省去了单板调测环节,不仅功率密度可提升约2.3倍,而且可以提升可靠性及环境适应能力。全链路高效当电源各部件的效率做到极致后,如何进一步实现高效节能?电子设备的供电链路是包括了从发电到输电,再到设备内部的一次、二次、三次电源转换的端到端架构。通过重构端到端架构,实现从部件到设备再到网络的全链路高效节能,是另一大发展趋势。比如,通过数字电源供电架构实现模块灵活组合,智能匹配负载;通过服务器电源双输入架构代替传统的单输入供电模式来实现高效供电。再比如,目前大多数厂家只


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