在新能源汽車產(chǎn)業(yè)高速迭代與激烈競爭的浪潮中，磁性元件行業(yè)正經(jīng)歷著一場從“被動跟隨”到“主動定義”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、仿真驗證到系統(tǒng)集成，甚至需主動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)對磁性元件企業(yè)技術(shù)儲備、協(xié)同能力與產(chǎn)業(yè)鏈整合水平的全方位考驗。
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”）的變革升級路徑極具磁性元件行業(yè)參考價值。面對車載電源功率密度攀升、整機高度限制嚴(yán)苛等挑戰(zhàn)，普晶電子通過平面變壓器技術(shù)突破、參與電源設(shè)計及成為解決方案提供商，逐步構(gòu)建起“產(chǎn)品-方案-服務(wù)”三位一體的競爭力。
在接受《磁性元件與電源》專訪時，普晶電子營銷總監(jiān)韓代軍系統(tǒng)闡釋了公司如何通過技術(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)格局劇變中開辟新路徑，為磁性元件行業(yè)的變革升級提供了實踐范本。
普晶電子營銷總監(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的限制因素，尤其是變壓器的高度問題愈發(fā)凸顯。具體來說，傳統(tǒng)繞線設(shè)計往往導(dǎo)致變壓器高度增加，進而影響整機高度。
例如，在車載電源領(lǐng)域，變壓器高度的增加不僅會使設(shè)備體積變大，還會導(dǎo)致機殼重量顯著增加。對于車輛而言，幾公斤的重量差異可能對整體性能和能耗產(chǎn)生重要影響，因此降低變壓器高度以實現(xiàn)設(shè)備輕量化是市場的重要需求。
針對這一痛點，普晶電子針對工業(yè)和車載領(lǐng)域進行了相關(guān)設(shè)計，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，普晶電子主要通過設(shè)計和優(yōu)化兩個階段來實現(xiàn)變壓器高度的降低。
設(shè)計階段：在設(shè)計初期，客戶僅需提供電氣參數(shù)，普晶電子即可開展相關(guān)設(shè)計工作。隨后，普晶電子會進行磁路、電路以及熱場的仿真分析，以幫助客戶快速推進方案的落地實施。
優(yōu)化階段：普晶電子對平面變壓器的結(jié)構(gòu)和高度尺寸進行優(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高度要求嚴(yán)格的場景。
目前，普晶電子平面變壓器的年出貨量約為三百萬顆。隨著市場需求的不斷增長，其應(yīng)用范圍和需求趨勢均呈現(xiàn)穩(wěn)步上升態(tài)勢。為了滿足這一日益增長的市場需求，普晶電子正在積極擴充產(chǎn)能，以確保供應(yīng)的穩(wěn)定性和及時性。
為此，普晶電子計劃引入全自動生產(chǎn)線，僅在上料和下料環(huán)節(jié)需要人工操作，而生產(chǎn)過程中的其他環(huán)節(jié)將實現(xiàn)完全自動化，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，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，通過將DC-DC主變和OBC主變進行集成，實現(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整機小型化、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)”
新能源汽車市場競爭極為激烈，與前幾年相比，市場競爭格局已發(fā)生顯著變化。
過去，磁性元件企業(yè)可能設(shè)計出一套方案后，會在較長時間內(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，終端客戶可能針對不同磁性元件采用不同的技術(shù)方案。
此外，過去磁性元件企業(yè)更多地關(guān)注一些基礎(chǔ)應(yīng)用問題，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。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)的實踐思路。對此，韓代軍分享了普晶電子的解決方案：首先，需要及時洞察市場應(yīng)用的變化，持續(xù)加強研發(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)計入手，了解其具體的應(yīng)用實例和電路拓?fù)漕愋�。在完成對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)市場需求投入研發(fā)資源，以應(yīng)對不斷變化的客戶需求。同時，普晶電子內(nèi)部的核心任務(wù)在于確保磁性元件產(chǎn)品從單臺到10臺、乃至1萬臺的大規(guī)模生產(chǎn)過程中始終保持高度一致性，并在此基礎(chǔ)上進一步降低成本。
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，改用兩個變壓器來替代，從而簡化電路設(shè)計并提高效率。
這些變化對變壓器提出了新要求。首先，開關(guān)頻率提高了，例如達(dá)到500kHz，對變壓器的性能提出了更高要求。其次，終端企業(yè)在諧振電路方面進行優(yōu)化，這使得對變壓器參數(shù)精度的要求更為嚴(yán)格。過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)計方面進行了大量工作，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)開關(guān)頻率在200kHz左右，而普晶電子已開發(fā)出適配500kHz開關(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
從國內(nèi)乃至全球磁性元件行業(yè)的發(fā)展趨勢來看，市場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)計階段就開始介入，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)計解決方案，完成產(chǎn)品設(shè)計驗證，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)造價值，滿足其高標(biāo)準(zhǔn)、高要求的需求落地與實現(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)市場發(fā)展需求。
在應(yīng)用市場上，普晶重點關(guān)注的業(yè)務(wù)領(lǐng)域包括車載、新能源光伏、儲能、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重點拓展的方向。
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方面展開：
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)，通過優(yōu)化設(shè)計和工藝，提升磁性元件產(chǎn)品的性能和可靠性，滿足市場對高效、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上尚未廣泛應(yīng)用但具有顯著優(yōu)勢的新型材料，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
普晶電子的變革升級之路，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，從全自動產(chǎn)線對精密制造的保障到磁集成方案對系統(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，磁性元件行業(yè)技術(shù)話語權(quán)與產(chǎn)業(yè)鏈地位的提升便成為必然。這一過程中，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)筑了新時代磁性元件行業(yè)企業(yè)的核心競爭力。
未來，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”的舞臺中央。 |
