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次世代电感的黎明 铜磁共烧电感,最大化AI伺服器与高效能电脑的效率与可靠性
前言:AI与HPC时代的电源供应新纪元
随着人工智慧 (AI)、资料中心与高效能运算 (HPC) 的爆炸性成长,对处理器 (CPU/GPU) 的效能要求日益攀升,其功耗也随之遽增。这为电源管理系统带来了前所未有的挑战。传统电感元件在应对高电流、高功率密度及严苛工作环境时,常面临瓶颈。在这样的背景下,今展科技凭借其深厚的技术积累与自主研发实力,推出了革命性的**「铜磁共烧电感」**解决方案,为新世代AI伺服器与HPC系统提供了前所未有的高效能与高可靠性电源供应。
一、揭秘「铜磁共烧电感」:创新技术的诞生
- 什么是「铜磁共烧电感」? 铜磁共烧电感 是一种采用独特高温共烧工艺(约600°C至1000°C或更高)制造的新型功率电感。此制程将合金软磁粉末材料与铜导体(例如铜片或单根铜线,而非传统漆包线,以避免高温导致绝缘层碳化)共同烧结成型。相较于传统一体成型电感 (Molding 电感) 使用环氧树脂胶进行模压固化,铜磁共烧技术能够使材料应力获得释放、去除杂质,从而达到最佳的磁性能与结构强度。这个概念虽看似简单,即将导线与铁心一同烧制,但克服不同材料在高温下膨胀系数差异导致的开裂等技术难题,则需要深厚的材料科学基础与精密的工艺控制。
- 为何选择「铁硅铝 (FeSiAl)」作为核心材料? 今展科技在铜磁共烧电感的开发中,策略性地选择铁硅铝 (FeSiAl) 合金软磁粉作为核心材料。这一选择基于其卓越特性:
- 低损耗:铁硅铝的损耗特性在众多合金材料中表现优异,仅次于昂贵的坡莫合金 (Permalloy),这直接转化为更高的能源效率。
- 优异的高频性能:铁硅铝具有较大的表面电阻率,能有效减少粉末颗粒间的涡流损耗,特别是在MHz级的高频应用下,仍能维持电感的优良特性。
- 极低的磁致伸缩效应:趋近于零的磁致伸缩效应有助于降低电感在高频或大电流工作时产生的噪音 (Acoustic Noise),为电源工程师提供了新的噪音抑制方案。
二、「铜磁共烧电感」的核心技术优势:突破传统界限
铜磁共烧电感技术成功突破了传统Molding 电感的局限,在多个关键性能指标上展现出无可比拟的优势:
- 彻底解决「电感热老化」问题: 传统一体成型电感中的环氧树脂胶在经历多次高温回流焊(如265°C)后,易发生碳化、老化,失去粘结作用,导致铁心热老化,进而影响电感性能,严重时甚至可能烧毁CPU等周边零组件。铜磁共烧电感由于是经高温烧制而成,内部基本不含胶材,因此能完全避免热老化问题。即使经过多次(例如5次、10次)回流焊测试,其电感特性依然能保持高度一致性。这种极高的可靠性对于需要长期稳定运行的AI Server 电感应用至关重要。
- 优异的「电感耐高压」差能力: 传统一体成型电感若粉材包覆不均匀,在较高电压差环境下(如30V或更高)可能会发生绝缘击穿并烧毁。铜磁共烧电感因其无胶材结构及采用的无机包覆技术,在绝缘阻抗与耐压差测试中表现远优于传统电感,大幅降低了高压差下击穿的风险。
- 更高的功率密度与「电感大电流」承载能力: 凭借高能量密度、高磁导率和高电阻率的复合合金材料,结合优化的铜磁共烧工艺结构,铜磁共烧电感在相同尺寸下能提供更高的感值、Q值、效率与温升电流。这意味着在实现相同感量时,所需的线圈匝数更少,导体长度缩短,从而显著降低直流电阻 (DCR) (低DCR),提升通流能力与效率,并达到高饱和特性。
- 引领小型化与超薄型设计趋势: 为满足AI伺服器、高阶PC、平板电脑等设备对轻薄短小的严苛要求,铜磁共烧电感可以做得比传统一体成型电感更薄。这不仅有助于优化设备内部的散热风道设计,更能有效节省宝贵的空间。
实现「高频低损耗」: 除了有效降低涡流损耗外,更低的DCR也进一步减少了铜损。总体而言,铜磁共烧电感在损耗方面的表现远胜于传统电感,能源转换效率得到显著提升。
三、「铜磁共烧电感」:AI伺服器与HPC高效电源的关键
满足严苛的供电需求: 随着AI算力需求的持续攀升,CPU/GPU的功耗日益增加,对供电系统的稳定性、效率及电流承载能力提出了前所未有的挑战。铜磁共烧电感凭借其高功率密度、电感大电流承载能力、优异的散热特性以及彻底解决电感热老化问题所带来的高可靠性,成为AI伺服器、资料中心、高效能运算 (HPC) 等高阶电源管理应用的理想选择。
Vcore VRM 电感的理想选择: 在CPU/GPU核心处理器的电压调节模组 (VRM) 设计中,电感扮演着稳定供电的关键角色。铜磁共烧电感能够提供更高速率的链路品质、更低的链路阻抗以及优质的热管理能力,确保系统在高负载下依然高效稳定运行,是Vcore 电感的理想升级方案。
助力垂直供电技术发展: 在追求更轻薄、更高效、更稳定的垂直供电 (Vertical Power Delivery) 方案中,铜磁共烧电感的小型化和超薄设计优势使其更能凸显其价值,有助于实现更优化的电源布局。
四、今展科技:铜磁共烧电感技术的领航者
目前,全球范围内掌握铜磁共烧电感核心技术的厂商仍属少数。许多厂商仍在尝试阶段,而今展科技作为一家拥有深厚技术积累的专业电感制造商,凭借超过四年的自主研发与对材料科学的深刻理解,成功掌握了铜磁共烧的核心技术,并率先选择使用高性能的铁硅铝 (FeSiAl) 材料。这使得今展科技在高性能电感的开发上取得了显著进展,成为业界少数具备此先进技术能力的领导厂商之一。
结论:展望未来电源技术,共创高效能运算新局
铜磁共烧电感的出现,无疑为AI、HPC等高阶应用领域的电源设计带来了革命性的突破。其在高功率密度、高电流、高稳定性、低损耗及解决传统痛点方面的卓越表现,使其成为未来磁性元件发展的重要方向。今展科技将持续投入铜磁共烧电感的研发与量产,致力于提供高性能、高可靠性的解决方案,与客户携手在新世代电子产品设计中取得领先,共同迎接高效能运算的崭新未来。
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产品规格
https://zh-tw.arlitech.com/cu-fe-co-firing