广告
广告
服务器市场东风来 磁性元件企业如何乘风起
您的位置 资讯中心 > 专题报道 > 正文

服务器市场东风来 磁性元件企业如何乘风起

2022-05-07 13:54:28 来源:电子变压器与电感网 作者:陈泽香 点击:1181

【哔哥哔特导读】近期,国家各部门发布多项利好服务器行业的相关政策,也为磁性元器件企业市场出更多市场需求,磁性元器件企业又该如何把握机会呢?

编者按:早在2018年底召开的中央经济工作会议上,就明确将“大数据中心”作为“新型基础设施建设”之一。今年2月,国家发展改革委等部门联合印发文件,全国一体化大数据中心体系完成总体布局设计,“东数西算”工程正式全面启动。

“新基建”与“东数西算”两大工程加速了数据中心的建设,也大大推动了服务器行业的发展。数据中心的IT设备中,服务器占了将近七成。根据IDC报告,2021年全球服务器市场出货量和销售额分别同比增长6.9%和6.4%,达到1353.9万台和992.2亿美元。广阔的市场空间给予了磁性元器件企业更多发展的机会。

本期《对话》栏目,让我们听听国内服务器企业对磁性元器件有何技术要求?在选择磁性元器件企业时又会注重哪些问题?为想要布局或已经布局服务器领域的磁性元器件企业进一步了解服务器行业生态提供力所能及的点拨。

对话导览:

1.服务器能耗问题严重,对磁性元器件而言,磁性元器件企业如何去降低损耗?

2.服务器领域对磁性元器件的温升、散热性有着更高要求,磁性元器件企业能否满足需求?

3.服务器领域用磁性元器件存在产品品质不一致问题,这与磁性元器件企业生产工艺加工水平和自动化水平有关。磁性元器件企业如何解决产品不一致问题?磁性元器件企业生产工艺是否存在难点?自动化水平如何?

4. 磁性元器件企业针对服务器领域能提供哪些类型的磁性元器件?是否不断拓宽市场布局,增加产品类型?

5.为保证产品的持续性提供,想了解磁性元器件企业的库存量、产能及交期情况?

6. 磁性元器件企业生产主要涉及哪方面成本?会通过哪些措施有效控制成本,提高竞争力?

对话嘉宾:

服务器对话嘉宾

随着数据量呈指数级增长,大量数据吞吐运算,给服务器带来能耗问题。就磁性元器件而言,磁性元器件企业如何去降低产品损耗?

麦捷科技:1)铜损:利用模拟软件对磁性元器件进行结构设计,合理的利用空间,增加电极面积,起到降低DCR的目的,从而降低铜损;

2)磁损:麦捷科技拥有独立的材料研发实验室,长年的材料研发积累,使麦捷科技能独立开发宽温带、晶粒一致性好、低损耗的磁芯材料。

超越:关于服务器用的磁芯器件来说,超越精密有20多年的制造开发经验,有非常多优秀供应商配套解决方案,针对磁性元器件而言,损耗主要集中在磁芯的损耗上面,超越集团有成熟配套的几家磁芯供应商,并且开发出领先业界低损耗的材质,在我们现在的终端客户中都有大批量的验证。

郡嘉电子:损耗的问题主要从材料和工艺两方面解决。郡嘉的磁性材料基本选用95材,甚至是96、97材等高性能材料。生产工艺上,如将传统电子变压器做成平面,增加初次级的耦合面积,减少了漏感,从而降低损耗。

可立克:要降低总体的损耗,从电路设计方面,可通过降频、软开关启动或是使用第三代半导体材料三种方式来降低损耗;从磁性元器件本身出发,一是选用、研发性能更好的磁性材料,二是磁性元器件结构设计合理,这是生产磁性元器件最基础的技术要求。

航天磁电:磁性元器件由磁性材料和线圈两部分组成。磁性材料的损耗在于交变磁场会产生感应电势,形成环形电流,与原有的磁场之间形成损耗。线圈部分会产生两方面损耗,一是线圈由铜线绕线而成,铜线自身的长度会带来一定的电阻,造成电感损耗。二是随着电路应用频率的增加,交变电流产生的电阻增大,造成电路损耗。这就是磁性元器件损耗的三大方面。

要降低损耗便从这三方面来着手。在选择磁性材料时,我们会选择高磁导率高饱和的磁粉来降低材料本身的损耗。如今我们公司已经设立了专门的研发团队去开发磁性材料。对于线圈来说,就会选择粗一点的铜线,通过增大横截面面积减少电阻、降低损耗。针对交流电阻产生的损耗,我们会依据不同的应用场景和不同的电路选择不同类型的电感。

嘉龙海杰:精准定制。磁性元器件通常根据电路最恶劣的工作条件进行设计,为避免饱和,留一定余量,这样效率往往做不到最优化。我们设计磁性元器件时会确认电路详细的工作模式,例如周围环境温度,长期工作温度,最高工作温度,最低电压输入的时长,最低工作频率,最大工作频率,最大过载,电路中出现最大的电压/电流及时长等等信息,综合考量选择匹配的磁芯材质及线径,布置绕组结构,做到规定尺寸内,效率最优化。

金刚磁业:现有硅半导体电路应用成熟,应对指数级的数据增长量,磁性元器件要解决电路发热大而增加的损耗,首先要提高磁性元器件能效,提升其大电流应用性能、降低宽温损耗;另一方面,第三代半导体的应用,通过提高电路频率,大幅提升数据吞吐能力,为应对此类应用,金刚磁业研发了1-5MHz系列锰锌软磁铁氧体材料,以实现磁性元器件在高频应用下损耗低、发热小、耐大电流的性能特点。

中兴:以中兴R5300 G4X服务器为例,工作温度需在5℃~45℃。市面上服务器工作温度也普遍在这一范围。由于服务器数据存储量大,对磁性元器件温升、散热性等更高的要求,磁性元器件企业如何满足需求?

麦捷科技:1) 麦捷科技拥有独立的材料研发实验室,长年致力于材料开发的丰富经验,使麦捷科技独立开发出高比热容材料,拥有更高的热传导速率;2)充分利用模拟软件对产品进行结构设计,从而使电极拥有更大的焊盘尺寸和更高效的散热结构;

嘉龙海杰:低电压大电流绕组采用铜片结构,高电压绕组采用线饼结构,交错组装,绕组紧密贴合,减小热阻,便于热传导。另绕组与磁芯,骨架与磁芯留足够间隙,即留足够热通道进行散热, 底座除了必要的支撑柱,其余位置留空,便于散热。

郡嘉电子:通过改变磁性元器件结构,如在磁性元器件内部保留风道,便于散热,这就要和产品体积的小型化之间做一个平衡。就我们公司的磁性元器件而言,工作温度50℃左右,足以满足服务器领域对磁性元器件的要求。

航天磁电:如今电感发展非常成熟,许多磁性元器件企业都会推出符合车载AEC-Q200标准的电感。所谓AEC-Q200就是针对车载用被动元器件的产品标准,这是目前各应用领域中对电感最为严苛的标准。因此只要达到了这一标准,电感在服务器领域中应用就不成问题。AEC-Q200标准其中有一项温度环境测试就是需要电感在-55℃至+125℃的环境中依旧能连续工作1000小时。

超越:目前我们的服务器应用的磁性元器件产品的工作温度是在-45℃~125℃之间,在5℃~45℃这种常规工作温度,我们的元器件性能是非常优秀的。

金刚磁业:金刚磁业磁性材料具有较好的温度稳定性,在0-50℃温度系数为0.2%。有适用于该温度范围磁性材料,功率损耗PCV≤300KW/m3,高BS和良好的耐大电流性能。

服务器

维谛:有的磁性元器件企业存在产品品质参差不齐,质量波动大的问题。比如说我们一般要求电感允许偏差值在0.2%~±0.5%左右,部分甚至要求达到0.1%的误差值。品质问题需要磁性元器件企业提高工艺加工水平以及自动化水平。目前贵司的电感误差值水平怎么样?工艺加工水平与自动化水平如何?磁性元器件生产工艺存在哪些难点?有何提升工艺水平和自动化水平的措施?

嘉龙海杰:1)电感误差值水平:电感的公差由磁芯材质,是否开气隙,及研磨气隙的深度,研磨气隙的精度决定,谐振电感往往需要尽量小的公差,便于电路调试,以确保工作时谐振频率,谐振腔的一致性,我们有自己的研磨房,研磨精度为±0.015mm, 保持业内较高水准,且我们已导入颗料度非常小的磁芯结合面粘接胶水,减小组装磁芯对电感的影响,可灵活调配,配合客户生产电感公差在±3%,±5%,±7%,±10%等各种等级的产品。

2)生产难点:磁芯研磨的气隙越大,电感的公差越小,但磁芯元件需要在满足产品工作要求的情况下,气隙尽量小,以减小损耗, 两者相互矛盾。

3)解决方案:帮客户进行模块化生产,例如变压器,谐振电感,谐振电容进行配对集成连为一体,电感偏上限的变压器与电感偏上限的谐振电感配对,确保归一化电感的一致性。 电感偏上限的谐振电感与容值偏下限的谐振电容配对,确保谐振频率的一致性。

超越:在回答这个问题的前提的情况下,我们先预设电感量的单位为uH,目前超越集团下属公司沛波这边的做的此类产品的电感单位基本都是nH, 很多高精度要求的电感我们控制在0.01uH(10nH)的公差范围内, 此类产品我们基本都是采用±0.05mm精密治具,自动化生产的方式来进行,目前磁芯元器件生产工艺的难点还是材料尺寸要求精度比较高,厂商来料尺寸不一致,造成自动化装配困难,及磁芯错位风险,影响产品特性,后面我们在考虑将分段制程自动化连线,做成全制程自动化的升级方案,以提升整体产品一致性性能。

郡嘉电子:目前在内地的生产基地已有两条自动化生产线,今年年底我们还会再导入一套全自动化做平面变压器的生产线。平面变压器的生产工艺相对简单,所有原材料的制作都是通过模具控制其尺寸,加之自动化的设备,产品的一致性能得到保障。此外其他类型的磁性元器件我们也大多实现了自动化,提升产品一致性。

可立克:实际上电感的检测与设备仪器有很大的关系,不同仪器下测出的结果会有差异。所以要追求误差的缩小,现可通过器械模具等去调整,但是精度的提高意味着材料与工艺水平更高,所需成本也就越高。这就需要我们与客户沟通,在产品品质、成本、交期等各方面达到平衡。

麦捷科技:麦捷科技的组装电感和一体成型电感,采用全自动化的生产方式,从而可以控制品质的一致性。

航天磁电:不同电感的选型其公差值是不一样的。我司主要生产一体成型电感,公差15%--20%;精密绕线类电感公差小,会达到0.1%精度。就生产工艺来讲,由于我们成立之初正值磁性元器件自动化转型阶段,所以迅速地踏上自动化生产道路,如今已经布局了全自动化产线。且我们具备自己的研发团队,电感性能好、性价比好,价格实惠。

金刚磁业:提升电感一致性是磁性材料企业一直奋斗的目标,在磁性材料生产过程中,原材料、窑炉、功能面及气隙加工,都是影响磁性材料电感的重点和难点。目前我们对于非研磨类产品进行电感全检,具有较高的电感一致性。在制作成电感器件后,如使用全自动的电感全检设备,0.1%的目标将有望实现。

中国长城:我们会控制选择的磁性元器件供应商的数量,因此会要求磁性元器件供应商最好是具备丰富的产品线和多样的产品类型。贵司如今针对服务器领域能提供哪些类型的磁性元器件?是否不断拓宽市场布局,增加产品类型?

超越:目前针对服务器领域,我们提供的产品是多种多样的,有一体式、组合式,也有卧式、立式,还有超薄式的产品;按焊锡方式,我们有提供SMD封装,DIP封装,还有PIP封装方式。同时根据Intel最新开发服务器芯片的架构设计最新的TLVR产品,以满足不同的客户需求。

郡嘉电子:我们公司生产的PFC电感、滤波电感、共模电感、互感器等服务器领域所涉及到的电感类型,我们能实现全覆盖,并且实现批量生产。

可立克:如今我们主要开拓新能源方向市场,而新能源汽车等车载领域用磁性元器件对比其他领域,在性能要求上最为严苛。而服务器其实属于传统领域范畴,所以我们公司大部分的磁性元器件都是能满足到服务器领域的性能需求的。

航天磁电:航天磁电每个月大概能生产50kk的一体成型电感推向市场,满足市场的需求。由于一体成型电感生产过程方便、性能优异、体积小型等优势,在2017年左右开始逐渐替代传统的电感,如今在服务器领域已得到广泛应用。

嘉龙海杰:针对服务器电源领域,在500W~3000W功率之间(数款机种为钛金系列), 我们正在配合共模电感,差模电感,PFC电感,LLC主变+谐振电感, 电流互感器,驱动变压器,辅源变压器等整套高频磁件. 并配套有5条生产专用线可应对上述各类高频磁件生产需求。

麦捷科技:目前在服务器领域,麦捷科技可以提供全系列的一体成型和大电流组装电感。

金刚磁业:对磁性元器件厂商来说需要不断扩充产品的规格型号;对磁性材料厂商而言,则是要有不同的材质。服务器主板所用电感一般包括铁氧体材料、合金材料、一体成型三种材质。由于许多磁性元器件厂商都能自主生产一体成型电感,作为磁性材料企业,我们便主要提供锰锌、镍锌等铁氧体材料和合金材料。除了常规的材质以外,针对服务器领域,我们会提供更宽温(-40℃至+140℃)、更高频、更低损耗的磁性材料。一般情况下,越高频损耗就越大,我们每个角度都会去突破性研发,最终再根据客户的需求去平衡各方面的性能。

服务器市场一直保持稳定增长的态势,在选择磁性元器件企业时会更加注重其是否能持续性提供,着重了解其库存量、产能及交期。

麦捷科技:目前我们的磁性功率器件年产能已达100亿只以上,仍在积极扩产中。交期正常不多于两周。

超越:目前公司将服务器类磁性元器件定义为我们的关键性产品,也是我们将来一直要发展的产品,所以我们针对服务器用磁性元器件除持续开发新种类之外,对我们的客户无论是建立原材料安全库存机制,以缩短产品交货期,另外针对常规的产品,我们也会提供产品安全库存,目前在考虑产线全自动化制程方案,以提升产能。

郡嘉电子:一般客户要求的交期是两周,而我们正常的交货期是10天,不仅是在更短的时间内满足客户的需求,而且由于有三个生产基地,有时产能还会有剩余。为了更好满足客户需求,我们一般不会提前备货,而是根据客户需求定制产品。在这方面,得益于我们快速的的产品研发产品设计能力,足以在客户要求的交期内供货。

可立克:一般来说,在确认交期之前需要市场洞察,根据当时的市场环境去预测大致的周期。在没有库存量的情况下,且是第一次合作,由于前期还需要备料以及沟通的时间,总体需要两至三周的时间。如果已经形成长期的合作,对产品各方面要求双方已经形成长期的默契,大致一周就可以交货。实际上,交期的长短也受磁性元器件企业的总体规模、内部管理、研发平台等各方面的影响,也是客户会重点考察的方向。

航天磁电:目前航天磁电有20条全自动化的生产线,一年产能达到600KK。由于从原材料生产到成品交货,航天磁电都能全部完成,因此减少了与其他供应商沟通的时间,大大缩短了交期,基本1-2周就能供货。面对一些紧急的订单,也能做到一周内交货,尽量满足客户的需求。

嘉龙海杰:在高频变压器&电感领域,嘉龙海杰具备一定的规模与实力, 配合的是全球品牌客户,专注研发生产销售高频磁件25年,能为其持续性提供产品与服务;针对策略合作客户,可以按VMI形式承担3个月库存量; 针对服务器电源磁件,我们可配合的产能为500Kpcs/月, 其交期约6周。

金刚磁业:针对长期合作的服务器企业,我们会根据其年初计划以及以往合作的经验,每种材质的磁性材料都备足一定的库存量。如客户以往每个月需3000k-4000k的材料,那我们就会提前备好2000k左右的库存。一般情况下会根据生产周期来定库存,如两个月是一个生产周期,就要准备两个月的安全库存。

就材料厂商而言,普遍交期在3-4周。特殊情况下,按照铁芯的生产周期最短需要5天时间,对于急需的客户我们也能做到一周内供货。不过,对于这种紧急情况,人工生产更加灵活,自动化生产反而因为需要调试设备花费更多的时间。

服务器

浪潮:除了产品质量指标以外,磁性元器件企业的成本控制问题也是我们最为关注的。磁性元器件企业生产主要涉及哪方面成本?会通过哪些措施有效控制成本,提高竞争力?

麦捷科技:成本主要包括材料成本、人工成本和设备投资成本。麦捷科技拥有独立的材料研发实验室,可以对材料进行独立研究,自主研发生产材料,从而控制材料成本;同时,麦捷科技采用全自动化产线,相比于传统的手工线,在人工成本上更有优势。

超越:磁性元器件的成本主要是原材料成本和人工成本。原材料成本主要是大宗商品行情所控制,某单一的公司很难决定原材料价格,所以我们只能从人工成本上想办法,也就是提高自动化,以减少人力,从而达到降低人工成本的方式来进行成本控制。

郡嘉电子:就我们磁性元器件厂商的成本来看,铜和磁芯是主要的材料成本。由于我们已经和我们的原材料供应商形成了长期的合作,往往也能拿到更加实惠的价格,因此在材料成本控制方面也更具有优势。如今,我们通过在韶关建厂,以及大力发展平面变压器,增加自动化设备,人工成本也大大降低。今年下半年至明年,还会将东莞这边的厂地打造成智能制造车间,推动磁性元器件生产往自动化、智能化方向发展。

可立克:成本控制,实际是要发挥磁性元器件最大的性价比。对于需要批量生产的磁性元器件来说,追求每一样原材料都是高端材质会造成巨大的成本压力。相反,我们可立克能根据客户的具体需求,选用合适的实惠的原材料,然后通过结构设计、工艺制造等方面赋予其磁性元器件更高的性能价值,增加了产品的附加值。即通过我们的研发生产技术实力去控制材料成本。

航天磁电:成本主要包括两个方面。第一个材料成本,第二个是生产成本。材料又分为铜线和磁性材料。铜线作为大宗材料,价格受市场控制,基本每家企业所花费的成本是一致的。磁性材料便成为我们成本竞争力的核心。航天磁电具备开发创新磁性材料的实力,生产技术先进,从而有效控制了总体的成本。第二部分生产成本主要受自动化程度影响。如今我们已实现产品全自动化生产,所需人工成本大大减少。

嘉龙海杰:生产主要涉及的成本为物料成本,制造成本,管理成本等。

针对物料成本, 我们利用一定的采购规模优势, 与策略的物料供应商合作,获取最佳的价格支持,共同在市场抢单;针对制造成本,我们的主要生产基地在广西贵港,用工成本偏低,且人员稳定,持续提升生产效率; 针对量大的型号,坚持投入自动化设备,实现灵活的分段自动化生产;针对管理成本, 我们正在推行降本增效行动,从不浪费一滴水&一度电开始,降低公司的管理成本,提升成本竞争力;另外,产品归一化设计,共用物料,降低物料成本,且生产线体及工治具共用,降低管理成本。

金刚磁业:对于磁性材料,在成本等方面,主要进行两方面成本突破,一是研发成本,建立高素质研发队伍,通过大数据模拟实验与现场试验相结合的方法,提高研发效率和质量,大幅降低研发成本。二是生产成本,通过工厂智能化,降低人工成本、质量成本、提升产品合格率,从而降低生产成本。

结语:

东数西算工程每年投资体量达到几千亿元,产业链条长,带动效应强,将会给服务器/服务器电源,交换机等网络通讯设备,UPS电源,储能电源等终端带来巨大的增量。而这些产业涉及的应用设备,也都离不开磁性元器件。

数据中心的IT设备中,服务器占了将近七成,服务器行业便成为东数西算工程下得益最大市场。如今,服务器已成为磁性元器件重点应用场景之一,PFC电感、滤波电感、共模电感、一体成型电感等多种类型磁性元器件都广泛应用于服务器领域。

以市面上主流X86服务器为例,磁性元器件在服务器电路板的搭配为接近46颗不同类型的电感和4颗电子变压器,即一台服务器电路板就需要50颗磁性元器件。若加上服务器电源模块所用磁性元器件,一台服务器磁性元器件数量约80颗。哔哥哔特产业研究室推算,2021年全球X86服务器里将有10-12亿颗磁性元器件的需求,到2025年将有17-19亿颗磁性元器件需求。“东数西算”工程将会释放更多市场需求,磁性元器件需求量将很可能超过这一推算。

在对话中,我们可发现,服务器企业对于磁性元器件的技术要求主要集中在降低损耗、提高散热、拓宽工作温度等问题上,对此磁性元器件企业都能一一满足。实际上,比起光伏、储能、新能源汽车等新能源领域,服务器行业作为传统市场,对于磁性元器件企业而言并没有太大的技术难点。

总体来看,服务器市场虽受疫情反复、芯片缺货等因素影响增速有所放缓,但对比新能源领域市场的发展也更为平稳,总体呈稳步上升状态。国家对数据中心的布局,为服务器市场吹来一阵东风。磁性元器件企业在只有通过提升产品的一致性,为服务器企业提供更加完善全面的产品解决方案,并保证持续供货能力等方式来满足客户的要求,才有可能通过终端厂商的考验,乘风而起!

本文为哔哥哔特资讯原创文章,如需转载请在文前注明来源哔哥哔特资讯及作者信息,否则将严格追究法律责任。

分享到:
阅读延展
服务器 磁性元器件 磁性元器件企业

微信

第一时间获取电子制造行业新鲜资讯和深度商业分析,请在微信公众账号中搜索“哔哥哔特商务网”或者“big-bit”,或用手机扫描左方二维码,即可获得哔哥哔特每日精华内容推送和最优搜索体验,并参与活动!

发表评论

  • 最新评论
  • 广告
  • 广告
  • 广告
广告
粤B2-20030274号   Copyright Big-Bit © 2019-2029 All Right Reserved 大比特资讯 版权所有     未经本网站书面特别授权,请勿转载或建立影像,违者依法追究相关法律责任