中小功率模塊電源發(fā)展趨勢

中小功率模塊電源發(fā)展趨勢系統(tǒng)架構(gòu)趨勢參數(shù)性能趨勢行業(yè)市場趨勢技術(shù)發(fā)展趨勢目錄2023/10/12DC-DC模塊電源市場前景預(yù)測2014~2019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%；2014~2019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%；2014~2019年，DC-DC電源單位價格由26美元降至24.8美元，降幅達(dá)5%。2023/10/12DC-DC電源架構(gòu)----

DPA\IBA\CCA\DBA原理框圖介紹典型分布式系統(tǒng)（DPA）中間總線架構(gòu)（IBA）中央控制架構(gòu)（CCA）動態(tài)總線架構(gòu)（DBA）2023/10/12DC-DC電源架構(gòu)市場---

IBA占比份額最大，與DPA\SP三足鼎力14~19年IBA架構(gòu)占比份額均為最大，占額由34%上升至36%；DPA架構(gòu)主要受IBA架構(gòu)影響，占額由30%下降至28%；DBA架構(gòu)依舊處于發(fā)展前期，預(yù)測19年市場份額占比將達(dá)到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）2023/10/12SP架構(gòu)\其它市場年均增幅6.3%，19年總需求達(dá)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(dá)700萬只；通信\電腦市場占總比的56%，工控市場占比達(dá)34%；SP架構(gòu)\其它SP架構(gòu)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%2023/10/12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(gòu)占市場總比25%，SP架構(gòu)市場占比67%；隨著技術(shù)發(fā)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(gòu)市場占有率為0工控行業(yè)各架構(gòu)占比---

SP占比67%，IBA占比25%2023/10/12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(gòu)占總份額的70%，IBA以及DPA架構(gòu)占總額的30%，年均增幅均為7.6%；醫(yī)療行業(yè)各架構(gòu)占比---

SP占比70%，IBA占比20%，與工控行業(yè)架構(gòu)相似2023/10/12軍工行業(yè)主要分布在DPA、IBA、SP三個架構(gòu)，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(gòu)占比---

IBA\SP架構(gòu)占比80%，年均增幅7.2%2023/10/12系統(tǒng)架構(gòu)趨勢參數(shù)性能趨勢行業(yè)市場趨勢技術(shù)發(fā)展趨勢目錄2023/10/12受IBA及CCA架構(gòu)的增長，48V輸入占50%總市場份額；工控領(lǐng)域以24V輸入為主，占市場總額25%；12V輸入則集中在電腦行業(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(yīng)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(gòu)的關(guān)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2023/10/12輸出電壓與隔離電壓等級相關(guān)聯(lián)，隔離模塊主要在通信系統(tǒng)的CCA\IBA\DPA架構(gòu)中；輸出電壓有朝低電壓的趨勢，1.8V占27%的總份額，19年達(dá)到98.5億美元；在2.5V\3.3V\5V輸出的范圍內(nèi)，2.5V是占比及增長最快的，19年將達(dá)到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則在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，輸出電壓有朝低發(fā)展的趨勢2023/10/12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，隔離型則由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年達(dá)到38億美元，非隔離型達(dá)到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2023/10/1212V輸出的市場在19年達(dá)到13億美元，占總比34%，年均增幅7.1%，1.8V市場的增長導(dǎo)致5V輸出增長平緩，預(yù)測19年1.8V輸出的市場將達(dá)到5.8億美元，年均增幅達(dá)4.7%；3.3V和5V占28%的總市場，19年達(dá)到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以上輸出將達(dá)到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(dá)6.3%2023/10/12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(dá)35%；小于1.2V輸出的占市場總額22%，19年達(dá)到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2023/10/12系統(tǒng)架構(gòu)趨勢參數(shù)性能趨勢行業(yè)市場趨勢技術(shù)發(fā)展趨勢目錄2023/10/12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)市場份額發(fā)展對比圖---

19年通信43%,工控16%，軍工醫(yī)療7%2023/10/12工控市場細(xì)分對比圖---

儀表市場占比最大，集中48V\24V\12V輸入，單位售價42美元2023/10/12Transportation:鐵路和交通信號、輔助等。IndustrialAutomationandProcessControl:過程控制設(shè)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(fēng)加熱設(shè)備\HVAC\照明控制\安全系統(tǒng)\空調(diào)等Instrumentation:測試和測量設(shè)備、工業(yè)傳感器、數(shù)據(jù)采集等設(shè)備四個細(xì)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(shè)備占55%總額；在智能家居行業(yè)年均增幅高達(dá)12.3%，19年市場容量為4980萬美元；交通行業(yè)年均增幅3%，19年市場達(dá)到3億美元；儀表增幅2.6%，19年市場達(dá)到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(xì)分市場單位價格差別不大，在38~42美元之間；細(xì)分市場概況：工控市場細(xì)分對比圖---

儀表市場占比最大，集中48V\24V\12V輸入，單位售價42美元2023/10/12醫(yī)療市場細(xì)分對比圖---

CLASSII市場占比最大，集中12V\5V輸入，單位售價19美元2023/10/12ClassI:和病人無接觸的設(shè)備，如診斷\激光設(shè)備；ClassII:設(shè)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(shè)備\PET\CT\MRI\超聲顯示器,操作表ClassIII:設(shè)備與等心臟接觸，如心臟監(jiān)測器。Non-PatientContact:實驗室設(shè)備；四個細(xì)分市場醫(yī)療市場年均增幅5.9%，19年達(dá)到1.1億美元；CLASSIII等級的設(shè)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(shè)備市場的單位價格由19降至17美元，細(xì)分市場概況：醫(yī)療市場細(xì)分對比圖---

CLASSII市場占比最大，集中12V\5V輸入，單位售價19美元2023/10/12系統(tǒng)架構(gòu)趨勢參數(shù)性能趨勢行業(yè)市場趨勢技術(shù)發(fā)展趨勢目錄2023/10/12我們?nèi)绾稳プR別和判斷模塊電源的技術(shù)趨勢

從表面化的客戶需求提煉出技術(shù)發(fā)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？2023/10/12技術(shù)的發(fā)展都是為了提高技術(shù)系統(tǒng)的理想度

功率密度是衡量模塊電源技術(shù)水平的最重要指標(biāo)理想度=∑有用功能+∑有害功能成本高功率密度2023/10/12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(guān)新器件高集成度無源器件集成有源器件集成集成封裝準(zhǔn)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(zhǔn)、響應(yīng)更快2023/10/12為何高頻化是模塊電源領(lǐng)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(guān)電源總體積的30%-90%2023/10/12為何高頻化是模塊電源領(lǐng)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(guān)頻率是減小無源元件體積的最重要手段2023/10/12提高開關(guān)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2023/10/12提高開關(guān)頻率是高功率密度的最重要手段

集成電路設(shè)計與集成封裝技術(shù)非常關(guān)鍵2023/10/12磁集成仍然是電源技術(shù)領(lǐng)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2023/10/12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2023/10/12降低開關(guān)損耗是提高電源效率的最有效手段

軟開關(guān)技術(shù)已經(jīng)很成熟，但仍是熱點軟開關(guān)技術(shù)是通過引入諧振工作過程，減小開關(guān)管在開通和關(guān)斷時電壓電流的交疊時間從而大大減小開關(guān)管的開通或（和）關(guān)斷損耗；2023/10/12軟開關(guān)技術(shù)的應(yīng)用

高頻化與軟開關(guān)不可分離常見的軟開關(guān)技術(shù)準(zhǔn)諧振技術(shù)有源箝位技術(shù)LLC技術(shù)VHF諧振變換技術(shù)93.5%2%2023/10/12功率開關(guān)的寄生參數(shù)產(chǎn)生的損耗不可忽視

損耗與頻率關(guān)系隨著開關(guān)頻率的提高，驅(qū)動電路的損耗急劇增加；由開關(guān)管的寄生電容（含電路中在開關(guān)管DS間的等效電容）引起的損耗亦急劇增加。2023/10/12調(diào)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(fù)載的效率采用先進(jìn)的頻率控制技術(shù)使得開關(guān)頻率隨負(fù)載的減小適當(dāng)降低，可以提高輕負(fù)載下的轉(zhuǎn)換效率2023/10/12優(yōu)化降頻技術(shù)的應(yīng)用

適合經(jīng)常在輕負(fù)載或空載下運行的應(yīng)用場合空載功耗（mW）URB2405YMD-10WR3URB2405D-10WR2954180249626436180288URB2405YMD-10WR2URB2405YMD-10WR32023/10/12器件水平的進(jìn)步對電源技術(shù)的發(fā)展起決定性作用

GaN必然成為未來的主流2023/10/12150KHz3.3MHz高頻化軟開關(guān)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倍功率密度提升1倍緊靠單一技術(shù)手段難