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来源:电子发烧友网发布时间:2023-04-272216浏览
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5G通信电源是蓝海市场，高效率、高功率电源解决方案需求迫切
5G通信的建设给开关电源企业带来了巨大商机。根据安信证券研究中心的数据，5G通信电源的市场规模预计为315亿元人民币。而巨大商机也同时给通信电源设计者带来了新的挑战。“从4G到5G时代是一个跨时代的变革，5G速率更快，但随之而来的问题，整体的功耗大幅增加，散热和可靠性面临挑战，高效率，高功率密度需求更急迫。”安森美先进方案部现场应用工程师吴焱辉对电子发烧友记者表示。行业专家对记者表示，2022年和2023年，5G市场电源出货量增长比较大，特别是5G基站、以及5G中回传相关的路由设备、交换设备、光模块及相关板卡设备，这种是模块电源较大的出货对象。吴焱辉强调，2023年安森美将继续专注于更大电流，更高效率，更高功率密度发展。安森美推出多款5G基站电源方案
由于5G通信需要采用Massive MIMO等技术，5G基站的AAU单扇区输出功率由4G的40W~80W上升到200W甚至更高，同时由于处理的数据量大幅度增加，BBU（基带处理单元）的功率也大幅增加，其功率已经超过1000W。5G通信对电能需求增大意味着对通信电源的效率要求更高。“2023年5G基站电源客户和服务器电源客户的需求和去年相比，整体功耗变大，动态要求更高，功率密度更高。” 吴焱辉指出。针对5G宏基站电源模块开发和设计上面临功率密度和效率的挑战，安森美推出了4mm*6mm, 5mm*6mm的功率级, 最大电流可以到100A，效率超过95%，而且安森美是唯一一家在功率级的上管使用30V的MOSFET，能够大大提升产品在应用过程的可靠性。针对MOSFET，安森美有比竞争对手更好的双面散热产品，工艺成熟，可靠性高。所有产品可以满足通讯产品的可靠性测试，包括双85（85°C和85%湿度）测试。针对功耗问题，安森美先进方案部现场应用工程师吴焱辉认为主要的应对举措包括：采用更高效工艺制程的芯片、更节能的器件材料，引进更科学的散热方法，以及通过更先进的功率封装技术进行节能提升效率。2023年，5G小基站需求日益旺盛。“小基站对于宏基站而言，更多是为了扩容需要，导致电源替换效率要更高，比如要达到98%以上的变换效率。二是它的功率密度提升，在更小的体系能够支持更多的功率输出。”某电信设备供应商对记者表示。安森美为小基站客户推出了30A的POL，输入电压12V，输出电压在1.8V的时候，效率超过95%，采用RPM的控制架构，最大开关频率支持1MHZ，可以大大节省输出电容和PCB的面积。2023年和2024年，随着AI大数据领域、以及超级计算机或者超级计算单元等应用的迅猛发展，大电流和高功率密度模块、以及高能量密度的电源需求日益旺盛。“高性能的AI芯片电流更大，最大电流可能到1000A，需要更多的相数来支持，AI芯片主要支持的电源协议是AVS和PWM_VID。针对这些应用，安森美推出了16相的控制器。” 吴焱辉分析说，“针对服务器，目前主要分为三类，intel，AMD和ARM，其中intel 和AMD都有自己的电源协议，ARM基本都是支持AVS协议。针对AI GPU和服务器CPU，安森美推出了16相，12相，8相的控制器，客户可以根据电流大小选择。”吴焱辉表示，安森美(onsemi)在过去一年推出了VRM的整体方案(控制器和功率级), 控制器支持N+M=12的两个rail的输出，最大电流可以到800A，全数字方案。不同型号的功率级, 4mm*5mm的封装支持最大电流35A~55A，5mm*6mm的封装支持最大电流60A~100A，4mm*6mm的封装支持最大电流100A；高集成的大电流负载点电源POL (最大30A), 最好的动态性能，可以减少30%的输出电容，高集成的Efuse(60A), 这些方案都可以应用在服务器和5G产品。
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