在新能源汽車產(chǎn)業(yè)高速迭代與激烈競(jìng)爭(zhēng)的浪潮中，磁性元件行業(yè)正經(jīng)歷著一場(chǎng)從“被動(dòng)跟隨”到“主動(dòng)定義”的深刻變革。
傳統(tǒng)模式下，磁性元件企業(yè)僅需提供標(biāo)準(zhǔn)化磁性元件產(chǎn)品即可滿足市場(chǎng)需求。如今，磁性元件行業(yè)要求磁性元件企業(yè)深度介入客戶研發(fā)全流程——從電路設(shè)計(jì)、仿真驗(yàn)證到系統(tǒng)集成，甚至需主動(dòng)定義工作頻率等核心參數(shù)。這一角色轉(zhuǎn)變的背后，是磁性元件行業(yè)對(duì)磁性元件企業(yè)技術(shù)儲(chǔ)備、協(xié)同能力與產(chǎn)業(yè)鏈整合水平的全方位考驗(yàn)。
作為深耕車載磁性元件領(lǐng)域多年的代表性企業(yè)，杭州普晶電子科技有限公司（下稱“普晶電子”）的變革升級(jí)路徑極具磁性元件行業(yè)參考價(jià)值。面對(duì)車載電源功率密度攀升、整機(jī)高度限制嚴(yán)苛等挑戰(zhàn)，普晶電子通過(guò)平面變壓器技術(shù)突破、參與電源設(shè)計(jì)及成為解決方案提供商，逐步構(gòu)建起“產(chǎn)品-方案-服務(wù)”三位一體的競(jìng)爭(zhēng)力。
在接受《磁性元件與電源》專訪時(shí)，普晶電子營(yíng)銷總監(jiān)韓代軍系統(tǒng)闡釋了公司如何通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新、協(xié)同研發(fā)與產(chǎn)業(yè)鏈融合，在磁性元件行業(yè)格局劇變中開(kāi)辟新路徑，為磁性元件行業(yè)的變革升級(jí)提供了實(shí)踐范本。
普晶電子營(yíng)銷總監(jiān)韓代軍
01 高度成瓶頸，普晶推出的平面變壓器高度可降低50%
在新能源汽車功率密度不斷提高的當(dāng)下，磁性元件的高度已成為整機(jī)的限制因素，尤其是變壓器的高度問(wèn)題愈發(fā)凸顯。具體來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)繞線設(shè)計(jì)往往導(dǎo)致變壓器高度增加，進(jìn)而影響整機(jī)高度。
例如，在車載電源領(lǐng)域，變壓器高度的增加不僅會(huì)使設(shè)備體積變大，還會(huì)導(dǎo)致機(jī)殼重量顯著增加。對(duì)于車輛而言，幾公斤的重量差異可能對(duì)整體性能和能耗產(chǎn)生重要影響，因此降低變壓器高度以實(shí)現(xiàn)設(shè)備輕量化是市場(chǎng)的重要需求。
針對(duì)這一痛點(diǎn)，普晶電子針對(duì)工業(yè)和車載領(lǐng)域進(jìn)行了相關(guān)設(shè)計(jì)，推出了平面變壓器產(chǎn)品。從應(yīng)用角度而言，其功率范圍覆蓋較廣，從5瓦至車載DC-DC轉(zhuǎn)換器中的6.6千瓦均有涉及。
該磁性元件產(chǎn)品的核心亮點(diǎn)之一是高度的顯著降低。據(jù)韓代軍分享，普晶電子主要通過(guò)設(shè)計(jì)和優(yōu)化兩個(gè)階段來(lái)實(shí)現(xiàn)變壓器高度的降低。
設(shè)計(jì)階段：在設(shè)計(jì)初期，客戶僅需提供電氣參數(shù)，普晶電子即可開(kāi)展相關(guān)設(shè)計(jì)工作。隨后，普晶電子會(huì)進(jìn)行磁路、電路以及熱場(chǎng)的仿真分析，以幫助客戶快速推進(jìn)方案的落地實(shí)施。
優(yōu)化階段：普晶電子對(duì)平面變壓器的結(jié)構(gòu)和高度尺寸進(jìn)行優(yōu)化，高度可降低30%至35%，在某些情況下最多可降低50%，即高度可減少一半。例如，一些原本高度為13毫米的反激變壓器，經(jīng)優(yōu)化后可降至7毫米，尤其適用于車載等對(duì)高度要求嚴(yán)格的場(chǎng)景。
目前，普晶電子平面變壓器的年出貨量約為三百萬(wàn)顆。隨著市場(chǎng)需求的不斷增長(zhǎng)，其應(yīng)用范圍和需求趨勢(shì)均呈現(xiàn)穩(wěn)步上升態(tài)勢(shì)。為了滿足這一日益增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求，普晶電子正在積極擴(kuò)充產(chǎn)能，以確保供應(yīng)的穩(wěn)定性和及時(shí)性。
為此，普晶電子計(jì)劃引入全自動(dòng)生產(chǎn)線，僅在上料和下料環(huán)節(jié)需要人工操作，而生產(chǎn)過(guò)程中的其他環(huán)節(jié)將實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化，從而提高生產(chǎn)效率和磁性元件產(chǎn)品質(zhì)量的一致性。
除了推出車載用平面變壓器，普晶電子還推出了OBC（車載充電器）主變與諧振電路的集成方案，以及加入電感的集成設(shè)計(jì)，還包括平面變壓器的集成化產(chǎn)品。此外，還推出了鋁灌封類產(chǎn)品，通過(guò)將DC-DC主變和OBC主變進(jìn)行集成，實(shí)現(xiàn)材料和底板等部件的共用。
這些技術(shù)方案能夠支持客戶對(duì)整機(jī)小型化、輕量化以及功率密度提升的需求。具體而言，功率密度可提升約15%以上，成本和體積可降低10%以上。
需要說(shuō)明的是，磁性元件的成本和體積可降低10%以上，這一數(shù)據(jù)并非是從磁性元件非磁集成方案直接轉(zhuǎn)變?yōu)榇偶煞桨傅慕Y(jié)果。若從磁性元件傳統(tǒng)方案升級(jí)為磁集成方案，體積可降低30%以上。換言之，該方案在磁集成產(chǎn)品的基礎(chǔ)上又實(shí)現(xiàn)了10%的優(yōu)化。當(dāng)然，這種提升效果需根據(jù)具體方案進(jìn)行討論，并非所有方案都能達(dá)到上述優(yōu)化程度。
普晶電子磁集成產(chǎn)品
02 “必須深入理解仿真工具和電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)”
新能源汽車市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)極為激烈，與前幾年相比，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局已發(fā)生顯著變化。
過(guò)去，磁性元件企業(yè)可能設(shè)計(jì)出一套方案后，會(huì)在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)（如三至五年）保持穩(wěn)定，終端客戶逐漸沿用既定方案。如今，終端客戶可能針對(duì)不同磁性元件采用不同的技術(shù)方案。
此外，過(guò)去磁性元件企業(yè)更多地關(guān)注一些基礎(chǔ)應(yīng)用問(wèn)題，例如終端企業(yè)告知繞組和圈數(shù)即可完成變壓器的設(shè)計(jì)。然而，如今終端企業(yè)要求磁性元件企業(yè)必須深入理解仿真工具和電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
因此，磁性元件企業(yè)需要調(diào)整以往傳統(tǒng)的實(shí)踐思路。對(duì)此，韓代軍分享了普晶電子的解決方案：首先，需要及時(shí)洞察市場(chǎng)應(yīng)用的變化，持續(xù)加強(qiáng)研發(fā)環(huán)節(jié)與客戶的緊密溝通，以便更好地滿足客戶的具體需求。
其次，需要從客戶的電路設(shè)計(jì)入手，了解其具體的應(yīng)用實(shí)例和電路拓?fù)漕愋汀Ｔ谕瓿蓪?duì)客戶需求的深入了解后，普晶電子將建立一套完善的設(shè)計(jì)流程，包括電路仿真和磁路仿真。
此外，普晶電子還將根據(jù)市場(chǎng)需求投入研發(fā)資源，以應(yīng)對(duì)不斷變化的客戶需求。同時(shí)，普晶電子內(nèi)部的核心任務(wù)在于確保磁性元件產(chǎn)品從單臺(tái)到10臺(tái)、乃至1萬(wàn)臺(tái)的大規(guī)模生產(chǎn)過(guò)程中始終保持高度一致性，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步降低成本。
最后，不能單純考慮降低成本和滿足客戶需求，而是要從整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的角度出發(fā)，優(yōu)化供應(yīng)鏈管理，以支持產(chǎn)能的拓展和成本的優(yōu)化。
普晶電子新產(chǎn)業(yè)園
目前，在新能源汽車電源領(lǐng)域，主流的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為單相全橋。而針對(duì)OBC雙向需求的增加，一些新的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)正在涌現(xiàn)。這些新拓?fù)淇梢匀∠p向諧振功能，改用兩個(gè)變壓器來(lái)替代，從而簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)并提高效率。
這些變化對(duì)變壓器提出了新要求。首先，開(kāi)關(guān)頻率提高了，例如達(dá)到500kHz，對(duì)變壓器的性能提出了更高要求。其次，終端企業(yè)在諧振電路方面進(jìn)行優(yōu)化，這使得對(duì)變壓器參數(shù)精度的要求更為嚴(yán)格。過(guò)去變壓器的公差可能在10%左右，但現(xiàn)在許多終端企業(yè)要求公差控制在5%以內(nèi)，這意味著精度要求大幅提升。
為了滿足這些要求，普晶電子在變壓器的結(jié)構(gòu)優(yōu)化和前期設(shè)計(jì)方面進(jìn)行了大量工作，包括磁芯選型、結(jié)構(gòu)優(yōu)化以及繞組結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。普晶電子緊跟市場(chǎng)主流的拓?fù)鋺?yīng)用方案，推出相應(yīng)的磁性元件及電路解決方案，以支持客戶的方案選型。
行業(yè)內(nèi)大多數(shù)開(kāi)關(guān)頻率在200kHz左右，而普晶電子已開(kāi)發(fā)出適配500kHz開(kāi)關(guān)頻率的主變壓器，應(yīng)用于OBC（車載充電器）領(lǐng)域。
03 從“產(chǎn)品制造商”向“解決方案提供商”變革
從國(guó)內(nèi)乃至全球磁性元件行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，市場(chǎng)需求正在從單純的磁性元件產(chǎn)品供應(yīng)向解決方案的提供轉(zhuǎn)變。磁性元件企業(yè)不僅要滿足客戶的基本需求，更要從磁性元件需求設(shè)計(jì)階段就開(kāi)始介入，提供全面的磁性元件解決方案。這意味著磁性元件企業(yè)需要從傳統(tǒng)的“產(chǎn)品制造商”向“解決方案提供商”轉(zhuǎn)型。
近幾年，普晶電子逐漸完成了這一身份的蛻變，其致力于從前瞻性需求出發(fā)，為客戶設(shè)計(jì)解決方案，完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)驗(yàn)證，直至磁性元件成品產(chǎn)出及售后服務(wù)，形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈配合與方案支撐，為客戶創(chuàng)造價(jià)值，滿足其高標(biāo)準(zhǔn)、高要求的需求落地與實(shí)現(xiàn)。
這一改變是從制造商到解決方案提供商的根本性定位提升。過(guò)去，磁性元件企業(yè)多以完成制造任務(wù)為主，如今磁性元件企業(yè)則需要從戰(zhàn)略層面調(diào)整，向方案提供商轉(zhuǎn)型，以更好地適應(yīng)市場(chǎng)發(fā)展需求。
在應(yīng)用市場(chǎng)上，普晶重點(diǎn)關(guān)注的業(yè)務(wù)領(lǐng)域包括車載、新能源光伏、儲(chǔ)能、充電樁，以及風(fēng)能和服務(wù)器領(lǐng)域，尤其是AI服務(wù)器領(lǐng)域，這些將是普晶電子未來(lái)重點(diǎn)拓展的方向。
普晶電子車載磁性元件
在這些領(lǐng)域中，普晶電子的研發(fā)和業(yè)務(wù)拓展將主要圍繞以下兩個(gè)方面展開(kāi)：
1. 磁集成技術(shù)的深化：普晶電子將繼續(xù)專注于變壓器和電感的磁集成技術(shù)，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)和工藝，提升磁性元件產(chǎn)品的性能和可靠性，滿足市場(chǎng)對(duì)高效、緊湊電源解決方案的需求。
2. 材料方案的創(chuàng)新：普晶電子將致力于引入市場(chǎng)上尚未廣泛應(yīng)用但具有顯著優(yōu)勢(shì)的新型材料，特別是能夠滿足特殊性能要求的材料。例如，目前公司正在與相關(guān)客戶合作，處于前期預(yù)研階段的寬頻磁性材料（頻率范圍500kHz以上），這些材料的研發(fā)將為磁性元件性能的提升提供重要支持。
結(jié)語(yǔ)
普晶電子的變革升級(jí)之路，不僅是一家磁性元件企業(yè)的戰(zhàn)略突圍，更是磁性元件行業(yè)在新能源浪潮中重塑價(jià)值鏈的縮影。從高度降低50%的平面變壓器到適配500kHz高頻拓?fù)涞膭?chuàng)新設(shè)計(jì)，從全自動(dòng)產(chǎn)線對(duì)精密制造的保障到磁集成方案對(duì)系統(tǒng)效率的突破，其每一步技術(shù)迭代都緊扣“輕量化、高頻化、集成化”的行業(yè)命題。
而更深層的啟示在于，當(dāng)磁性元件行業(yè)企業(yè)從單一產(chǎn)品交付轉(zhuǎn)向“需求預(yù)判-協(xié)同研發(fā)-方案落地”的全鏈路服務(wù)時(shí)，磁性元件行業(yè)技術(shù)話語(yǔ)權(quán)與產(chǎn)業(yè)鏈地位的提升便成為必然。這一過(guò)程中，仿真能力的前置、材料創(chuàng)新的深耕與制造智能化的布局，共同構(gòu)筑了新時(shí)代磁性元件行業(yè)企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。
未來(lái)，隨著新能源汽車與AI算力需求的持續(xù)爆發(fā)，唯有將技術(shù)革新嵌入產(chǎn)業(yè)生態(tài)的協(xié)同進(jìn)化，磁性元件行業(yè)方能真正從“幕后元件”走向“定義系統(tǒng)性能”的舞臺(tái)中央。 |
