中小功率模塊電源發(fā)展趨勢

中小功率模塊電源開展趨勢2023/9/24系統(tǒng)架構趨勢參數(shù)性能趨勢行業(yè)市場趨勢技術開展趨勢目錄DC-DC模塊電源市場前景預測2023/9/242021~2021年，DC-DC電源市場需求量由1.5億只增長至2億只，年均增幅6.3%；2021~2021年，DC-DC電源市場容量由39.03億美元增長至49.65億美元，年均增幅4.9%；2021~2021年，DC-DC電源單位價格由26美元降至24.8美元，降幅達5%。DC-DC電源架構----

DPA\IBA\CCA\DBA原理框圖介紹2023/9/24典型分布式系統(tǒng)〔DPA〕中間總線架構〔IBA〕中央控制架構〔CCA〕動態(tài)總線架構〔DBA〕DC-DC電源架構市場---

IBA占比份額最大，與DPA\SP三足鼎力2023/9/2414~19年IBA架構占比份額均為最大，占額由34%上升至36%；DPA架構主要受IBA架構影響，占額由30%下降至28%；DBA架構依舊處于開展前期，預測19年市場份額占比將到達2%，與CCA的市場持平；SpotPowering\其它市場份額占比32%〔SpotPowering\其它是我司主要的市場所在〕2023/9/24SP架構\其它市場年均增幅6.3%，19年總需求達6450萬只；軍工年均增幅7.2%，醫(yī)療年均增幅7.6%，19年總計需求達700萬只；通信\電腦市場占總比的56%，工控市場占比達34%；SP架構\其它SP架構行業(yè)市場占比---

通信\工控\電腦占比均衡—30%，醫(yī)療行業(yè)年均增幅7.2%2023/9/24工控行業(yè)市場年均增幅5.4%，需求量由14年的2490萬只增長至3230萬只；其中IBA架構占市場總比25%，SP架構市場占比67%；隨著技術開展，DBA在工控系統(tǒng)里占比超過8%；在工控行業(yè)DBA與CCA架構市場占有率為0工控行業(yè)各架構占比---

SP占比67%，IBA占比25%2023/9/24醫(yī)療行業(yè)14年需求量440萬只，19年增長至630萬只，年均增幅7.6%；SP架構占總份額的70%，IBA以及DPA架構占總額的30%，年均增幅均為7.6%；醫(yī)療行業(yè)各架構占比---

SP占比70%，IBA占比20%，與工控行業(yè)架構相似2023/9/24軍工行業(yè)主要分布在DPA、IBA、SP三個架構，IBA占總比40%居首位；軍工市場需求量由14年的490萬增長至19年的690萬，年均增幅7.2%；軍工行業(yè)各架構占比---

IBA\SP架構占比80%，年均增幅7.2%2023/9/24系統(tǒng)架構趨勢參數(shù)性能趨勢行業(yè)市場趨勢技術開展趨勢目錄2023/9/24受IBA及CCA架構的增長，48V輸入占50%總市場份額；工控領域以24V輸入為主，占市場總額25%；12V輸入那么集中在電腦行業(yè)；3.3V輸入依舊保持最快的增長速度，年均增幅到8.7%；3.3V\5V\12V售價10美元，24V\48V單位價格40美元；270V輸入主要應用在軍工以及電腦行業(yè)，因高售價的影響，占5%的總市場份額；輸入電壓與行業(yè)\架構的關聯(lián)較密切；DC-DC電源輸入電壓---

以48V\12V為主，3.3V輸入增長速度快2023/9/24輸出電壓與隔離電壓等級相關聯(lián)，隔離模塊主要在通信系統(tǒng)的CCA\IBA\DPA架構中；輸出電壓有朝低電壓的趨勢，1.8V占27%的總份額，19年到達98.5億美元；在2.5V\3.3V\5V輸出的范圍內，2.5V是占比及增長最快的，19年將到達52.2億美元；小于3.3V的單位價格在18美元左右，5V的在28美元，12V那么在50美元；1.2V以下輸入市場份額占比依舊最小DC-DC電源輸出電壓---

以1.8V\12V為主，輸出電壓有朝低開展的趨勢2023/9/24非隔離型占52%總需求量，增長速度與隔離型一致，為6.3%；非隔離型單位價格維持在10美元，隔離型那么由14年的43美元降至19年的40美元；隔離型占78%的總市場容量，19年到達38億美元，非隔離型到達10億美元；DC-DC隔離與非隔離---

市場需求量接近，隔離型為非隔離型四倍售價2023/9/2412V輸出的市場在19年到達13億美元，占總比34%，年均增幅7.1%，1.8V市場的增長導致5V輸出增長平緩，預測19年1.8V輸出的市場將到達5.8億美元，年均增幅達4.7%；3.3V和5V占28%的總市場，19年到達11億美元，其中3.3V增長速度低于5V；1.2V以下的市場占比最小，集中在13~39W；輸出電壓與功率大小成正比，所以在19年12V以上輸出將到達4.6億美元隔離型DC-DC電源輸出電壓布局---

以12V\5V為主，5V輸出市場增速達6.3%2023/9/24非隔離型系列輸出電壓主要在5V以下，其中1.8V輸出占比最大，達35%；小于1.2V輸出的占市場總額22%，19年到達2.4億美元；5V以上輸出市場占比最小，約1%，同時單位售價也保持最低；輸出電壓越高，單位售價越低。3.3V為分水嶺，單位售價在9美元；非隔離型DC-DC電源輸出電壓布局---

輸出電壓集中在3.3V以下，輸出電壓越低單位售價越高2023/9/24系統(tǒng)架構趨勢參數(shù)性能趨勢行業(yè)市場趨勢技術開展趨勢目錄2023/9/24到19年市場容量通信占42%，工控16%，醫(yī)療3%，軍工4%，電腦34%；到19年市場需求通信占37%，工控25%，醫(yī)療2%，軍工14%，電腦22%；各行業(yè)市場份額開展比照圖---

19年通信43%,工控16%，軍工醫(yī)療7%2023/9/24工控市場細分比照圖---

儀表市場占比最大，集中48V\24V\12V輸入，單位售價42美元2023/9/24Transportation:鐵路和交通信號、輔助等。IndustrialAutomationandProcessControl:過程控制設備、機控制器、機器人、工業(yè)自動化、SCADA系統(tǒng)等等。

BuildingAutomation:包括通風加熱設備\HVAC\照明控制\平安系統(tǒng)\空調等Instrumentation:測試和測量設備、工業(yè)傳感器、數(shù)據(jù)采集等設備四個細分市場工控總市場為12.5億美元，其中工業(yè)自動化及過程設備占55%總額；在智能家居行業(yè)年均增幅高達12.3%，19年市場容量為4980萬美元；交通行業(yè)年均增幅3%，19年市場到達3億美元；儀表增幅2.6%，19年市場到達2億美元；工控行業(yè)各輸入電壓市場增幅一致---5.4%，其中48V和24V占70%的市場份額；工控各細分市場單位價格差異不大，在38~42美元之間；細分市場概況：工控市場細分比照圖---

儀表市場占比最大，集中48V\24V\12V輸入，單位售價42美元2023/9/24醫(yī)療市場細分比照圖---

CLASSII市場占比最大，集中12V\5V輸入，單位售價19美元2023/9/24ClassI:和病人無接觸的設備，如診斷\激光設備；ClassII:設備有與病人身體接觸。包含生理監(jiān)測\x射線系統(tǒng)\分析儀\成像設備\PET\CT\MRI\超聲顯示器,操作表ClassIII:設備與等心臟接觸，如心臟監(jiān)測器。Non-PatientContact:實驗室設備；四個細分市場醫(yī)療市場年均增幅5.9%，19年到達1.1億美元；CLASSIII等級的設備約占5%左右的市場份額，其它三個市場份額比較平均；盡管3.3V市場的快速增長，但在未來五年12V和5V輸入仍占67%的市場份額；醫(yī)療行業(yè)單位價格整體維持在19美元，其中實驗室設備市場的單位價格由19降至17美元，細分市場概況：醫(yī)療市場細分比照圖---

CLASSII市場占比最大，集中12V\5V輸入，單位售價19美元2023/9/24系統(tǒng)架構趨勢參數(shù)性能趨勢行業(yè)市場趨勢技術開展趨勢目錄2023/9/24我們如何去識別和判斷模塊電源的技術趨勢

從外表化的客戶需求提煉出技術開展的總體方向小體積？EMI性能好？高效率？高功率密度！低價格？高可靠？2023/9/24技術的開展都是為了提高技術系統(tǒng)的理想度

功率密度是衡量模塊電源技術水平的最重要指標理想度=∑有用功能+∑有害功能本錢高功率密度2023/9/24高功率密度提高模塊電源功率密度的主要手段

高頻化、高效率、高集成度、數(shù)字化高頻化高效率軟開關新器件高集成度無源器件集成有源器件集成集成封裝準諧振有源箝位多諧振寬禁帶GaN磁集成埋阻埋容數(shù)字化讓控制更加靈活、精準、響應更快2023/9/24為何高頻化是模塊電源領域一直以來的研究熱點

無源元件的體積對模塊電源功率密度的影響無源元件的體積占開關電源總體積的30%-90%2023/9/24為何高頻化是模塊電源領域一直以來的研究熱點

高頻化是減小小無源元件體積的重要手段提高開關頻率是減小無源元件體積的最重要手段2023/9/24提高開關頻率是高功率密度的最重要手段

產(chǎn)品的占板面積和高度都可以一定程度的減小2023/9/24提高開關頻率是高功率密度的最重要手段

集成電路設計與集成封裝技術非常關鍵2023/9/24磁集成仍然是電源技術領域的研究熱點之一

最終要把磁元件與有源器件一起集成到硅片上2023/9/24數(shù)字化控制必然成為模塊電源主流

一定程度上也能有助于較小輸出濾波電容的體積2023/9/24降低開關損耗是提高電源效率的最有效手段

軟開關技術已經(jīng)很成熟，但仍是熱點軟開關技術是通過引入諧振工作過程，減小開關管在開通和關斷時電壓電流的交疊時間從而大大減小開關管的開通或〔和〕關斷損耗；2023/9/24軟開關技術的應用

高頻化與軟開關不可別離常見的軟開關技術準諧振技術有源箝位技術LLC技術VHF諧振變換技術93.5%2%2023/9/24功率開關的寄生參數(shù)產(chǎn)生的損耗不可無視

損耗與頻率關系隨著開關頻率的提高，驅動電路的損耗急劇增加；由開關管的寄生電容〔含電路中在開關管DS間的等效電容〕引起的損耗亦急劇增加。2023/9/24調頻控制策略可以一定程度優(yōu)化模塊電源效率

優(yōu)化降頻可以極大提高輕負載的效率采用先進的頻率控制技術使得開關頻率隨負載的減小適當降低，可以提高輕負載下的轉換效率2023/9/24優(yōu)化降頻技術的應用

適合經(jīng)常在輕負載或空載下運行的應用場合空載功耗（mW）URB2405YMD-10WR3URB2405D-10WR2954180249626436180288URB2405YMD-10WR2URB2405YMD-10WR32023/9/24器件水平的進步對電源技術的開展起決定性作用

GaN必然成為未來的主流2023/9/24150KHz3.3MHz高頻化軟開關有源器件集成磁集成無源器件集成集成封裝功率密度再提升1倍功