電感應(yīng)用和市場剖析，工藝與材料持續(xù)突破構(gòu)建技術(shù)護城河

電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/李寧遠）被動元器件是電子行業(yè)最基礎(chǔ)的電路組成部分，被廣泛應(yīng)用在各種電子設(shè)備中。電容、電感、電阻是被動元器件市場里的三大巨頭，根據(jù)Mordor Intelligence數(shù)據(jù)，2022年全球被動元件市場規(guī)模預(yù)計為422.5億美元；其中，電感是僅次于電容的第二大被動元器件市場，份額在14%。

在全球電子產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展的背景下，作為電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展必不可少的基礎(chǔ)電子元件之一，各類電感也在不斷推陳出新，無論是在工藝，還是應(yīng)用方向，又或是產(chǎn)品性能與品質(zhì)上都在快速地進行升級換代。

廣闊的下游市場，電感如何發(fā)揮作用？

被動元器件的下游市場涉及到的應(yīng)用領(lǐng)域均十分廣泛，電感亦是如此。移動通訊向來是被動元器件銷量最廣的市場，根據(jù)Paumanok的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，從電感用量分布來看，手機等移動通訊領(lǐng)域?qū)τ陔姼械男枨罅空急雀哌_55%，產(chǎn)值占比35%。

PC是全球電感銷量第二多的市場，需求量占比達到25%，提供了約20%的產(chǎn)值。下一個市場則是火熱的汽車市場，汽車市場以不到10%的需求量提供了近20%的產(chǎn)值。這也得益于車用電感更高的價值。

汽車、工業(yè)、醫(yī)療、航空領(lǐng)域用電感屬于高端電感產(chǎn)品，平均的價值量均為移動通訊領(lǐng)域電感的數(shù)倍，有著極高的附加值。在數(shù)個季度的去庫存行情里，高端高附加值電感產(chǎn)品，尤其是車用電感，依舊有著較為旺盛的需求。從各領(lǐng)域被動元器件廠商的擴產(chǎn)計劃來看也側(cè)面印證了被動元器件市場，尤其是高端應(yīng)用領(lǐng)域被動元器件市場中長期的景氣度。

具體到電感應(yīng)用來看，在電路設(shè)計中，電感主要有三大類應(yīng)用，功率電感主要用于電壓轉(zhuǎn)換，常用的DCDC電路都要使用功率電感；去耦電感則是用于濾除電源線或信號線上的噪聲，EMC工程師應(yīng)該對此非常熟悉；還有一類高頻電感主要用于射頻電路，實現(xiàn)偏置、匹配、濾波等應(yīng)用。

功率電感，為電源提供關(guān)鍵的調(diào)節(jié)能力

電子設(shè)備向更高性能演進的同時，電源/轉(zhuǎn)換器鏈路相應(yīng)地對電池電壓的調(diào)整水平也在不斷提升，此時功率電感提供了關(guān)鍵的調(diào)節(jié)能力，通過積累和釋放能量來維持連續(xù)電流，可以為不同電壓等級的電源系統(tǒng)提供大電流和大電感。當搭配執(zhí)行高速開關(guān)的IC使用時，功率電感器亦可將電壓轉(zhuǎn)換到所需水平。

這類功率電感的應(yīng)用領(lǐng)域很廣，從移動數(shù)碼設(shè)備到通信設(shè)備，從工控設(shè)備到汽車電子設(shè)備，不論是BOOST升壓電路和BUCK降壓電路，這顆功率電感都是改善鏈路特性必不可少的必要元器件。

據(jù)調(diào)研機構(gòu)恒州誠思研究統(tǒng)計，2022年全球功率電感市場規(guī)模約317億元，未來會持續(xù)保持平穩(wěn)增長的態(tài)勢，到2029年市場規(guī)模將接近381億元，年復(fù)合增長率為2.8%。整個功率電感行業(yè)的第一梯隊以日系廠商為主，TDK、村田、松下領(lǐng)頭的日系廠商占據(jù)了全球電感市場過半的份額，第一梯隊有少部分國內(nèi)廠商，如順絡(luò)電子、奇力新。其他國內(nèi)中大型電感廠商集中在第二梯隊。

在汽車、工業(yè)這種高端應(yīng)用里，電源需要在更寬的溫度范圍里提供更穩(wěn)定的功率，這就意味著功率電感需要在不犧牲DCR和磁芯損耗性能的情況下，有更低的漏磁和更平滑的飽和特性。

電源鏈路的性能很大程度上受到功率電感的制約，提高轉(zhuǎn)換效率和降低功率電感的損耗直接相關(guān)，提高電流能力需要強化功率電感磁芯，降低電源噪聲需要降低功率電感漏磁。而且在電源電路小型化發(fā)展的現(xiàn)在，縮減尺寸也需要功率電感在積層技術(shù)、薄膜技術(shù)上做創(chuàng)新。

功率電感一體成型技術(shù)的持續(xù)滲透

除了性能上的權(quán)衡，在工藝方面，越來越多的功率電感采用一體成型技術(shù)。根據(jù)中國電子元件行業(yè)協(xié)會的統(tǒng)計，截至2022年底估算有70%的功率電感采用一體成型技術(shù)，僅一體成型功率電感的全球市場規(guī)模就將達到226億元，國內(nèi)市場規(guī)模將超100億元，其市場規(guī)模增長的主要驅(qū)動力來源于汽車電子、5G、物聯(lián)網(wǎng)、智能穿戴設(shè)備等。

一體成型電感是繞線電感的升級版，結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定，阻抗更低，有著比傳統(tǒng)電感更高的效率，能在高頻和高溫環(huán)境下保持極優(yōu)秀的溫升電流及飽和電流特性，十分契合汽車電子、5G、物聯(lián)網(wǎng)、智能穿戴設(shè)備這些應(yīng)用里電子設(shè)備小型化高性能的需求。

相比之下，一體成型的技術(shù)門檻高，目前美國威世、日本村田、臺灣乾坤和奇力新四家公司占據(jù)了一體成型電感80%以上的市場份額，是當前市場的第一梯隊，其中威世優(yōu)勢明顯。國產(chǎn)廠商順絡(luò)、麥捷、風華高科等也有相關(guān)產(chǎn)品應(yīng)用在推動，也在持續(xù)加大研發(fā)投入。一體成型電感比較看重定制化配合，這給了非頭部廠商不少機會，國產(chǎn)一體成型電感的市場發(fā)展空間還是很大的。

去耦電感，解決電子設(shè)備數(shù)據(jù)量高增長EMC問題

去耦電感主要分為差模和共模電感，二者的差別直觀地體現(xiàn)在名稱上，一個用于抑制差模干擾，一個用于抑制共模干擾。一般來說，差模干擾的幅度小、頻率低，造成的干擾更小一點，相比之下幅度大、頻率高的共模干擾是電子設(shè)計中時常困擾設(shè)計人員的難點。

目前數(shù)據(jù)傳輸接口、差分線路接口都在往更高的速度迭代，傳輸速率的提高帶來了更多的高頻共模噪聲干擾。信號線跟接口之間的共模噪聲還有高頻噪聲，會輻射到周邊的器件。除了從源頭減少共模噪聲產(chǎn)生，使用共模電感可以說是最常用且性價比最高的辦法。

在各類電子設(shè)備數(shù)據(jù)量暴增的現(xiàn)在，共模電感的需求水漲船高。據(jù)Global Info Research調(diào)研，2021年全球共模電感市場規(guī)模約為6.685億美元，預(yù)計2028年將達到9.167億美元，2022至2028期間年復(fù)合增長率為4.6%。

目前來看主流的共模電感路線有兩種，一種是通過陶瓷、鐵氧體、銀進行多材料燒結(jié)，一種是將非磁性鐵氧體、磁性鐵氧體等材料進行燒結(jié)。村田、TDK、奇力新、太陽誘電、Cyntec、順絡(luò)電子、威世、臺慶科技、Sumida等各梯隊的眾多電感廠商均有相關(guān)布局，并在不斷通過工藝優(yōu)化繞線結(jié)構(gòu)，提升共模阻抗、差模損耗等指標數(shù)值。數(shù)據(jù)量持續(xù)增加下，差分線高頻EMI問題會出現(xiàn)得越來越頻繁，共模電感的市場空間是向好的。

寫在最后

電感核心競爭力的提升在于工藝革新能力與磁粉配方的不斷突破，不同的材料配比制成的電感成品在磁導(dǎo)率、損耗率、頻率、磁飽和等參數(shù)上截然不同，如何達到理想狀態(tài)的元件構(gòu)造除了需要高精度的生產(chǎn)制造工藝，很多制造環(huán)節(jié)中的細節(jié)把控更是需要長期的經(jīng)驗積累。

回顧電感的發(fā)展歷史，各類電感在不斷的創(chuàng)新著新型的結(jié)構(gòu)，或者制作工藝。工藝開發(fā)能力的革新使得電感在質(zhì)上有了飛躍，再加之原材料配方的突破，才能構(gòu)建起強大的技術(shù)護城河。

從市場趨勢來看，電感廠商向高端應(yīng)用拓展，尤其是向5G、汽車、光伏、智能消費類終端、工業(yè)4.0等增量市場拓展是行業(yè)風向。在這種高技術(shù)含量市場里，國產(chǎn)勢力也愈發(fā)強盛開始補位，持續(xù)的工藝技術(shù)積累目前不少廠商技術(shù)已經(jīng)成熟且具備性價比，能向高端應(yīng)用拓展自然離不開廠商在產(chǎn)能擴張、工藝提升、材料及設(shè)備自研等方面的持續(xù)投入推進。