تحلیل زنجیره صنعت نیمه هادی: مقدمه ای بر تراشه های مدیریت نیرو و زمینه های کاربرد آنها

تقریباً همه محصولات و دستگاه های الکترونیکی دارای تراشه های مدیریت نیرو هستند ، بنابراین تراشه های قدرت با نام"؛ قلب" نیز شناخته می شوند دستگاه های الکترونیکی این بزرگترین بخش بازار برای تراشه های آنالوگ است. با توجه به ویژگی ولتاژ ورودی ، تراشه قدرت را می توان به تراشه تبدیل AC-DC (AC به DC) و تراشه تبدیل DC-DC (DC به DC) تقسیم کرد. تبدیل AC-DC معمولاً تبدیل شبکه AC (220 ولت یا 110 ولت) به ولتاژ DC مورد نیاز مدارهای داخلی تجهیزات الکترونیکی یا محصولات است. تبدیل DC-DC معمولاً به تبدیل خصوصیات یا پارامترهای منبع تغذیه DC ، مانند کاهش ، تبدیل ، افزایش و افزایش مرحله و غیره برای مطابقت با نیاز منبع تغذیه تجهیزات اشاره دارد یا ماژول های مدار

در سال های اخیر ، صنعت پایین دستی تراشه های قدرت رونق گرفته و فضای گسترده ای در بازار برای تراشه های قدرت فراهم کرده است. به عنوان مثال ، تقاضا برای تراشه های برق در وسایل الکترونیکی خودرو ، تجهیزات ارتباطی ، کنترل صنعتی و سایر زمینه ها به سرعت رشد کرده و نیازهای عملکرد تراشه ها بیشتر است. تراشه های قدرت تولید شده توسط صادر کننده ، طراحی و فروخته شده متعلق به محصولات میان رده و پیشرفته صنعت&# 39 است. در حال حاضر ، بازار عمدتا توسط غول های خارجی مانند Texas Instruments ، Analog Devices و Infineon اشغال می شود و غلظت بازار نسبتاً زیاد است.

تفاوت توسعه تراشه های قدرت در داخل و خارج از کشور چیست؟

از نظر بازار بین المللی ، داده های موسسه صنعت آینده نگری نشان می دهد که ارزش جهانی تولید تراشه های قدرت در سال 2018 25 میلیارد دلار آمریکا بوده است. در سال های اخیر ، به لطف رشد مداوم بازارهایی مانند وسایل نقلیه جدید انرژی و ارتباطات 5G ، بازار جهانی تراشه های قدرت به سرعت توسعه یافته است. تخمین زده می شود که اندازه بازار در سال 2026 به 56.5 میلیارد دلار برسد ، و نرخ رشد مرکب سالانه به طور متوسط ​​10.69٪ است.

در بازار داخلی ، داده های شبکه هوش تجاری چین نشان می دهد که از 2015 تا 2019 ، بازار تراشه های برق چین&# 39 از 52 میلیارد یوان به 72 میلیارد یوان افزایش یافته است و انتظار می رود در سال 2020 بیش از 78 میلیارد یوان باشد ، با متوسط ​​نرخ رشد مرکب سالانه حدود 8.5٪. . با تحریک عواملی مانند به روزرسانی های مصرف و توسعه فن آوری های جدید ، عملکردهای مختلف محصولات الکترونیکی در چین روند متنوعی را نشان می دهد ، و ارتقا سرعت می یابد. تقاضا برای تراشه های برق همچنان در حال افزایش است. علاوه بر این ، روند جایگزینی واردات نیمه هادی نیز فرصت های توسعه بیشتری را برای بسیاری از شرکت های تولید کننده تراشه داخلی به ارمغان آورده است.

به عنوان یکی از اجزای ضروری تجهیزات الکترونیکی ، تقاضای بازار برای تراشه های مدیریت انرژی با رشد مداوم برنامه های پایین دستی مانند ارتباطات 5G ، خانه های هوشمند و وسایل نقلیه جدید انرژی ، روند رشد قابل توجهی را نشان می دهد. مناطق اصلی زیر تمرکز دارند:

1 ، الکترونیک خودرو

وسایل الکترونیکی خودرو اصطلاح عمومی دستگاه های کنترل الکترونیکی خودروی بدنه اتومبیل و دستگاه های کنترل الکترونیکی خودروی اتومبیل است و یکی از مناطق مهم کاربرد تراشه های قدرت است. با الکترونیکی شدن روزافزون خودرو ، محصولات الکترونیکی بیشتری در اتومبیل حمل می شود که باعث افزایش مصرف برق ، نیرو و سایر انرژی های خودرو می شود. بنابراین ، خودروها به طور فزاینده ای در مصرف برق سختگیری می کنند. محصولات به ماژول های قدرت با کارایی بالا و اندازه کوچک نیاز دارند که بتوانند جریان های زیادی را در ولتاژ بالا تولید کنند.

2 ، کنترل صنعتی

نام کامل کنترل صنعتی کنترل اتوماسیون صنعتی است که به استفاده از نرم افزارهای رایانه ای ، میکروالکترونیک ، فناوری های الکترونیکی و الکتریکی برای تولید خودکارتر ، کارآمد ، دقیق و با قابلیت کنترل و دید بیشتر اشاره دارد. برای دستیابی به اثرات فوق ، تجهیزات کنترل صنعتی نیاز به داشتن یک سیستم قدرت پایدار ، سنسورهای حساس ، انتقال اطلاعات کارآمد و سایر ماژول های عملکردی دارند. عملکرد پایدار سیستم یا ماژول فوق الذکر باید به یک تراشه قدرت کارآمد و قابل اطمینان مجهز شود.

3 ، تجهیزات ارتباطی

بر اساس داده های وزارت صنعت و فناوری اطلاعات ، اپراتورهای بزرگ مخابراتی چین&شماره 39 ، استقرار ایستگاه های پایه جدید را در سال 2018 شروع به استقرار ارتباطات 5G کرده اند. تا 31 دسامبر 2019 ، تعداد ایستگاه های پایه تلفن همراه در چین تقریباً 8.41 میلیون نفر بوده است. از 31 دسامبر سال 2020 ، تعداد ایستگاه های پایه ارتباطات سیار در چین به 9.31 میلیون نفر رسید که با افزایش 900 هزار نفری در سال ، از این تعداد بیش از 60 ایستگاه پایه 5G جدید ساخته شده است. ده هزار. در مقایسه با ایستگاه های پایه 4G ، ایستگاه های پایه 5G به آنتن های بیشتری نیاز دارند و آنتن های قابل تنظیم الکترونیکی برای عملکرد ضد تداخل تراشه قدرت نیاز بیشتری دارند. افزایش تعداد ایستگاه های پایه ارتباطی و تعداد آنتن های ایستگاه پایه تک بدان معنی است که توسعه صنعت ارتباطات 5G چین&# 39؛ s 39G نیاز به توسعه همزمان بازار تراشه های برق چین&# 39 دارد.

4 ، لوازم الکترونیکی مصرفی

لوازم الکترونیکی مصرفی به محصولات الکترونیکی که مصرف کنندگان روزانه از آنها استفاده می کنند ، مانند رایانه های شخصی ، تلفن های هوشمند ، اتومبیل های باتری و ... گفته می شود.

5. لوازم خانگی

لوازم خانگی به لوازم الکتریکی و لوازم الکترونیکی مورد استفاده در خانه ها و مکان های مشابه از جمله یخچال ، تمیز کردن ، وسایل آشپزخانه و وسایل گرمایش برقی اطلاق می شود.

منتظر آینده ، روندهای جدید در توسعه منابع تغذیه جدید

با محبوبیت روزافزون استفاده از فناوری های جدید مانند اینترنت اشیاings ، رانندگی خودکار ، 5G و هوش مصنوعی ، عملکرد محصولات الکترونیکی مرتبط همچنان بهبود می یابد و برنامه ها به نوآوری ادامه می دهند. تراشه های برق یکی از اجزای اصلی محصولات الکترونیکی هستند. ، حجم ، قابلیت اطمینان و سایر جنبه های مورد نیاز بالاتر ، بازار تراشه های برق ویژگی های تقاضای متنوع و تقسیم برنامه را ارائه می دهد. ادغام بالا ، ولتاژ بالا ، قدرت بالا ، قابلیت اطمینان بالا و مصرف کم انرژی به تدریج به روند اصلی توسعه فناوری در صنعت تراشه های قدرت تبدیل شده اند.

1 ، ادغام بالا

تراشه قدرت هنگام کار باید به سلف های جانبی ، خازن ها و سایر اجزا مجهز شود. بنابراین ، تعداد پین ها ، شکل ، تعداد و شکل اجزای محیطی ، سطح برد PCB و سبک چیدمان ، حجم ماژول قدرت را تعیین می کند. روند توسعه وزن سبک و کوچک سازی محصولات الکترونیکی نیاز به یکپارچه سازی بالاتر و تراشه های قدرت با اندازه کوچکتر دارد.

2 ، ولتاژ بالا و قدرت بالا

ولتاژ منبع تغذیه تجهیزات ترمینال همچنان در حال افزایش است ، که نیازهای بیشتری را در عملکرد ولتاژ مقاومت تراشه قدرت ایجاد می کند. هرچه ادغام تراشه های دیجیتال بیشتر و بیشتر می شود ، تراشه های قدرت با قدرت منبع تغذیه خروجی بیشتر برای آنها ، که این امر عامل دیگری برای تراشه های برق فشار قوی و پرقدرت شده است.

3 ، قابلیت اطمینان بالا

مصرف برق تراشه هنگام کار زیاد است و افزایش گرما و دما ممکن است باعث عملکرد غیر طبیعی مواد داخلی ، دستگاه و ماژول مدار تراشه شود که بر قابلیت اطمینان تراشه تأثیر می گذارد. عوامل محیطی در حین کار با تراشه مانند دما ، رطوبت ، لرزش ، تداخل الکترومغناطیسی و ... نیز بر قابلیت اطمینان تراشه تأثیر خواهند گذاشت. بنابراین ، تراشه قدرت عبارت است از"؛ قلب"؛ محصولات الکترونیکی و قابلیت اطمینان آن با عمر مفید محصولات الکترونیکی ارتباط مستقیم دارد. با متنوع سازی توابع محصول الکترونیکی و پیچیدگی برنامه ها ، تراشه های منبع تغذیه به طور مداوم در جهت قابلیت اطمینان بالا در حال توسعه هستند.

4 ، مصرف برق کم

مصرف برق در حالت آماده به کار تراشه قدرت یک شاخص اصلی برای ارزیابی عملکرد تراشه قدرت است. اگر مصرف برق در حالت آماده به کار تراشه قدرت زیاد باشد ، بر عمر باتری تجهیزات الکترونیکی&# 39 مجهز به باتری تأثیر می گذارد. بنابراین ، مصرف کم برق یک روند عمده توسعه در صنعت تراشه های برق است.