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电感线圈近期发展趋势
[发布时间]:2013年2月20日 [来源]:元协简报 [点击率]:3901
【导读】: 近年来,全球电子信息产业飞速发展,新的产品和应用日新月异。作为产业硬件基石的电子元器件,也在不断推陈出新,无论在应用还是性能品质,都在快速地完成升级换代。这里对三大基础被动元件中的其中一种——电感...

近年来,全球电子信息产业飞速发展,新的产品和应用日新月异。作为产业硬件基石的电子元器件,也在不断推陈出新,无论在应用还是性能品质,都在快速地完成升级换代。这里对三大基础被动元件中的其中一种——电感线圈近期的一些变化趋势做一个简单的分析预测。

首先,从功能应用来看,电感线圈的基本作用包括存储能量、整流平波、滤除噪声、匹配阻抗、谐振电路发射和接受信息等,这些年并没有新的功能被发现和引入进来。但从市场应用来看,却存在着局部功能的新应用,从而引发市场应用新热点的可能。最典型的案例就是无线充电和NFC天线,其电感的电磁近场耦合原理和应用早已成熟,但作为新的产品应用,可能在未来三年内产生爆发式的增长。

其次,从电感线圈的种类变化来看,近年来并未出现全新品种的电感,仍然保持传统分类的绕线电感和叠层电感两大类,以及一些数量较少如薄膜电感等。但在一些特殊应用领域,如电源稳流滤波应用,出现了采用合金模压的一体化成型电感,因其优越的耐电流特性和较小的体积,广泛被笔记本、pad及智能机等高性能移动设备采用,未来仍有进一步扩大趋势。

传统的绕线叠层两大类电感的市场分工已经基本明确,前者主要在储能、整流平波等大功率低频率的场所,或者信号收发等高精度高品质要求的领域,而后者则更多使用在匹配阻抗和噪声抑制等小功率应用中。整体上仍然有叠层电感逐步蚕食绕线电感市场的趋势,但其速度已经明显放缓,由过去的全面出击变成了目前的局部歼灭。目前显见的是在一些移动电子设备的DC-DC转换器中,早期这个位置所用的功率电感都是绕线式的。但由于工作电流有限,通常0.5A到3A左右,目前随着材料、工艺和设计水平的不断提高,叠层式的功率电感性能得到了非常大幅度的提升,在手机、数码相机、无线网卡等终端产品上已经开始广泛采用叠层功率电感取代绕线功率电感,例如现在绝大多数智能手机上都会用到3颗以上的叠层电感。后续随着开关电源频率进一步提高,以及产品技术的不断进步,叠层式的功率电感,尤其是超薄超小尺寸的,还将得到更大发展。此外就是在一些射频领域,随着设计技术的提高和叠层品质的提高,叠层电感也保持持续地对绕线高频电感的逐步蚕食。

随着以苹果为代表的终端产品向着高性能、轻薄化的不断发展,对电子元件也提出了更高的要求,因此近年来更多变化发生在电感器件本身上,不断向着更高性能、更小尺寸方向发展。

1、 小型化趋势加速,0603渐成市场主流,0402全球也开始了大批量应用:手机等终端产品的功能越来越强,用到的器件越来越多,PCB布线的难度也不断增大。而0603(06.mm*0.3mm)尺寸产品相比传统的1005尺寸可以节约64%的空间,随着性能提高‘价格下降以及贴片技术的基本成熟,目前已在各大手机方案商中被广泛采纳,部分大厂0603产品用量甚至已经超过1005产品。而在尺寸要求更高的射频模块中,0402(0.4mm*0.2mm)尺寸高频电感也已在国外的最新设计中开始了广泛的应用。据统计,2012年全球0603尺寸的电感用量已经超过80亿只,0402尺寸电感用量也已经超过30亿只,预测未来3年内这个数量将提高数倍。同时,对于一些难以更小尺寸的绕线类功率电感,主流的方案是将其薄型低背化,预测2013年市场对厚度1.0mm以下的绕线功率电感需求将在10亿只以上。

2、 额定电流保持持续提高:随着终端功能提升和尺寸缩小而来的待机和散热问题,对元件功耗提出了更高要求,尤其是电源回路中所用的器件。目前各大厂家纷纷推出了直流电阻更小,额定电流更高的电感磁珠产品,普遍电流都比上一代提升了50%以上,达到了3年前原先上一级尺寸产品的工作电流,可以帮助设计人员在不缩短待机时间的前提下更方便的进行设计,未来3年来预测此性能还可能提升50%以上甚至更高。

3、 高频高Q化趋势放缓:早期由于材料与设计原因,部分电感在使用频率和品质因子上存在一定困难。随着近年来的技术进步,绝大多数品种的电感器件在这两方面都已经有了质的提升,满足应用市场的基本要求,因此未来该趋势可能放缓。只有在一些特殊领域如军工、医疗电子、车载、工控板等市场,会促使一些本来特性较高的产品如高频绕线电感、薄膜光刻电感等进一步提升性能,以期与其他产品拉开特性区间,继续保有该市场。

4、 复合化是未来的方向:进一步减少尺寸和提升性能的空间是有限度的,下一代产品必然朝向器件的复合化发展。目前LTCC技术是可见的最成熟和有效的解决方法,可以将阻容感等被动器件复合,也可以将IC等主动元件埋置形成功能模块,甚至将传感接口集成实现系统级功能,是未来元器件发展的目标和方向。但因其存在非标定制化等市场问题,未来几年内猜测仍然只能在军工、医疗、汽车及专业设备等特殊领域中发挥重要作用,在普通消费领域,可能仍是只有局部产品突破,难以形成全局的推广,要形成全面的市场可能还需要五年以上的时间。

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