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5G+大數(shù)據(jù)雙輪驅(qū)動!服務(wù)器電源市場高速增長 英飛凌碳化硅方案如何脫穎而出?

章鷹觀察 ? 來源:電子發(fā)燒友原創(chuàng) ? 作者:章鷹 ? 2021-08-26 10:58 ? 次閱讀

電子發(fā)燒友網(wǎng)報道 文/章鷹)2021年8月,在Delta病毒引發(fā)全球疫情不斷發(fā)展下,中國經(jīng)濟(jì)率先復(fù)蘇并保持整體增長,中國政府率先圍繞新一代信息技術(shù)等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)投資進(jìn)一步提升。IDC預(yù)測,中國大數(shù)據(jù)市場在2021年整體規(guī)模超過110億美元,且有望在2025年超過250億美元。

隨著5G商用步伐的加快和數(shù)字化轉(zhuǎn)型的持續(xù)推進(jìn),更多的云端計算與邊緣計算產(chǎn)生,因此對于服務(wù)器的部署需求持續(xù)上升。面向5G開啟的萬物互聯(lián)時代,“云邊端”將開啟下一個十年。根據(jù)B2B分析機(jī)構(gòu)MarketsandMarkets的數(shù)據(jù),到2022年,邊緣計算市場的價值將達(dá)到67.2億美元,年復(fù)合增長率35.4%。

騰訊PCG技術(shù)運營部總經(jīng)理劉昕對媒體表示,5G時代對于服務(wù)器的需求是對數(shù)據(jù)中心需求產(chǎn)生變化,云計算推動超大型數(shù)據(jù)中心發(fā)展,5G結(jié)合邊緣計算將推動模塊化、低成本、低功耗數(shù)據(jù)中心技術(shù)發(fā)展。


圖:英飛凌科技電源與傳感系統(tǒng)事業(yè)部應(yīng)用市場總監(jiān) 謝東哲

“從質(zhì)的角度來看,服務(wù)器功耗及功率密度的上升,對于半導(dǎo)體元器件規(guī)格提出了更高要求,需求量也會同步增加。因此次世代材料與封裝工藝將是新的需求與挑戰(zhàn);其次,在更多數(shù)據(jù)產(chǎn)生的同時,會有許多人工智能的應(yīng)用興起。為了將數(shù)據(jù)有效化,使得人工智能不論是使用服務(wù)器或是獨立硬件加速,每單位的電源需求更是會超過傳統(tǒng)服務(wù)器。這些都對未來服務(wù)器電源市場有著很大的促進(jìn)作用。” 英飛凌科技電源與傳感系統(tǒng)事業(yè)部應(yīng)用市場總監(jiān)謝東哲對記者表示,服務(wù)器電源市場在整體需求的推動下也在全面起飛。

在整體行業(yè)綠色節(jié)能發(fā)展背景下,高密度場景應(yīng)用需求、能耗、資源整合等多方面的挑戰(zhàn)給當(dāng)前的數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)提出更高的要求,因此在市場需求推動下,服務(wù)器電源被要求更加節(jié)能環(huán)保,更加催生對數(shù)字化、智能化服務(wù)器電源的需求。英飛凌作為全球服務(wù)器電源市場的領(lǐng)導(dǎo)者之一,他們帶來了哪些先進(jìn)的解決方案來破解服務(wù)器電源市場的需求呢?謝東哲給我們帶來了詳細(xì)的解讀。

邊緣服務(wù)器電源兩大設(shè)計挑戰(zhàn),英飛凌第三代半導(dǎo)體方案解決痛點問題

在邊緣計算中,浪潮、華為、聯(lián)想等服務(wù)器廠商有著采用各式平臺的可能與彈性,從電源管理的角度,也有著多元化的發(fā)展。比如Lenovo ThinkSystem SE350 Edge Server 的解決方案也很有彈性,搭配最多 16 核心的 Xeon D 高效處理器、采用 1U 高度、半寬的機(jī)柜標(biāo)準(zhǔn)尺寸,體積只比筆記本電腦大一些。 目前是用4G LTE 通訊協(xié)議。 為了輕巧方便,電源采用240W 12V Adapter , 但是如果加上1 張 NVidia T4 GPU 加速卡時, 就會改用 -48V DC 350W的通信電源 。

在大型的開放標(biāo)準(zhǔn)中,英飛凌看到主要是基于Intel的平臺、Xeon服務(wù)器等級的處理器在軟件和應(yīng)用平臺上有著最大的適配性。我們也有看到Skylake-D、Icelake-D的低功耗平臺,較小的電源功耗有助于尺寸的縮小,也有助于較大量的部署,更小的Skylake Y/U line可以做到無風(fēng)扇的機(jī)種。 也因此,電源供應(yīng)器也存在許多種的變化,標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器CRPS電源供應(yīng)器適合標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)箱。對于邊緣服務(wù)器較短的機(jī)箱或是定制的外型,電源供應(yīng)器便無法有一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn);至于一些小的功耗服務(wù)器和工業(yè)電腦的產(chǎn)品上,外接式電源更是最常見的設(shè)計。

“隨著邊緣計算的蓬勃發(fā)展,電源設(shè)計帶來兩大挑戰(zhàn)。邊緣計算的環(huán)境和硬件的尺寸,不同于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心內(nèi)穩(wěn)定的環(huán)境,對于電源效率、功率密度以及可靠性,都有著不同的考量。一些新材料像是寬禁帶半導(dǎo)體的優(yōu)勢,可以讓廠商在設(shè)計上更容易滿足客戶的要求。傳統(tǒng)服務(wù)器中累積的可靠性經(jīng)驗,也有助于廠商在選擇上,可以得到更好的設(shè)計余裕,讓產(chǎn)品的可靠性在邊緣場景中有更一步的保障?!?謝東哲分析說?!案嗟馁N片型包裝(SMD)和雙面散熱的設(shè)計,助力更好的產(chǎn)品設(shè)計效果。更重要的是,在客戶終端產(chǎn)品的生命周期中,產(chǎn)品的質(zhì)量扮演絕對重要的角色,尤其對于一年365天24小時不停機(jī)的服務(wù)器產(chǎn)業(yè)?!?/strong>

由于全球服務(wù)器電源需要加速提升工作效率,所以各種無橋(式整流)功因校正的電路興起,以達(dá)到最高的轉(zhuǎn)換效率。而此時SiC(碳化硅)MOSFET則是最佳選擇.。英飛凌提供各種包裝的低導(dǎo)通電阻SiC MOSFET,而且不需要用負(fù)壓關(guān)斷導(dǎo)通,這樣不但節(jié)省成本與空間,還可大幅提高產(chǎn)品的長期可靠度與使用年限。

現(xiàn)在,大部分客戶使用標(biāo)準(zhǔn)型的服務(wù)器,為了能支持人工智能,多數(shù)邊緣數(shù)據(jù)中心(Edge Data Center)會選用的會是體積小又高效能的服務(wù)器安裝在半柜、甚至更小的機(jī)柜里。 而此時的電源供應(yīng)器的大小、效率跟散熱就成為設(shè)計的重點。 電源供應(yīng)器要小就必須充分利用表面黏著組件(SMD) ,但是通常SMD組件的散熱面積有限,散熱相對困難,此時就必須謹(jǐn)慎選擇低切換損耗以及低導(dǎo)通損耗的組件來提高效率與減少散熱面積。

英飛凌科技公司更新了其SiC MOSFET產(chǎn)品線,推出了650V 的 CoolSiC MOSFET器件。該全新的CoolSiC MOSFET可以滿足服務(wù)器、電信和工業(yè)SMPS、太陽能系統(tǒng)、能源存儲和電池化成、不間斷電源、電機(jī)控制和驅(qū)動,以及電動汽車充電樁在內(nèi)的大量應(yīng)用與日俱增的能效、功率密度和可靠性的需求。

英飛凌在電源管理解決方案的許多方面都處于一個領(lǐng)先的地位,即便在服務(wù)器電源,也耕耘了數(shù)十年。在交換式電源供應(yīng)器上,英飛凌除了領(lǐng)導(dǎo)業(yè)界二十多年的 CoolMOS 之外, 也為服務(wù)器電源開發(fā)了領(lǐng)導(dǎo)市場的寬禁帶半導(dǎo)體CoolSiC (SiC MOSFET)和CoolGaN (GaN Hemfet),提供出色的能源效率和密度以及耐熱。而英飛凌的CoolMOS 、 CoolSiC 與 CoolGaN 提供業(yè)界出色的低切換損耗以及低導(dǎo)通損耗的表面黏著組件,幫助客戶縮小電源體積,提高功率密度以及提高效率。 在主板的直流電源轉(zhuǎn)換領(lǐng)域,英飛凌也有許多卓越的解決方案,以及豐富的數(shù)字電源經(jīng)驗。朔本追源,來自同一家的Primarion與合并自International Rectifier的CHiL,以及英飛凌優(yōu)越性能OptiMOS打造的Powerstage,持續(xù)大量供應(yīng)一線的服務(wù)器客戶們,在365天不中斷服務(wù)的服務(wù)器中,以能源效率和品質(zhì)可靠性兼?zhèn)洌?贏得客戶的信賴與使用。

英飛凌持續(xù)在服務(wù)器、電信與網(wǎng)通以及高級消費電子端的直流轉(zhuǎn)換電源解決方案領(lǐng)域精進(jìn)研發(fā)。對于市場的需求,公司加大奧地利的12寸晶圓廠的投資來積極響應(yīng)。英飛凌科技電源與傳感系統(tǒng)事業(yè)部應(yīng)用市場總監(jiān)謝東哲指出,隨著今年奧地利12寸晶圓廠啟用,英飛凌能夠滿足更多客戶對于功率半導(dǎo)體的需求。

本文為原創(chuàng)文章,作者章鷹,微信號zy1052625525,轉(zhuǎn)載請注明以上來源。如需入群交流,請?zhí)砑游⑿舉lecfans999,投稿發(fā)郵件到huangjingjing@elecfans.com.

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