據(jù)估算，2025年通信儲能電源市場達兩三千億元，其中磁性元器件市場規(guī)模可達280-420億元。而要撬動這千億通信儲能電源市場，降損耗是磁性元器件企業(yè)面臨的*重要課題。

2021年12月國家發(fā)展改革委、中央網(wǎng)信辦、工業(yè)和信息化部、國家能源局4部門聯(lián)合制定《貫徹落實碳達峰碳中和目標要求推動數(shù)據(jù)中心和5G等新型基礎設施綠色高質(zhì)量發(fā)展實施方案》。

《方案》指出，到2025年，數(shù)據(jù)中心和5G基本形成綠色集約的一體化運行格局。數(shù)據(jù)中心運行電能利用效率和可再生能源利用率明顯提升，全國新建大型、超大型數(shù)據(jù)中心平均電能利用效率降到1.3以下，國家樞紐節(jié)點進一步降到1.25以下，綠色低碳等級達到4A級以上;全國數(shù)據(jù)中心整體利用率明顯提升，西部數(shù)據(jù)中心利用率由30%提高到50%以上，東西部算力供需更為均衡;5G基站能效提升20%以上。

這意味著在基站通訊、數(shù)據(jù)中心領域，如何降損耗將是其未來發(fā)展的關(guān)鍵突破口。作為在基站通訊、數(shù)據(jù)中心中廣泛應用的通信儲能電源與磁性元器件，降損耗自然也成為一道重要課題。

基站鋪設、東數(shù)西算下通信儲能電源新增長

通信儲能電源是基站通訊、云服務器的能源庫，為各種傳輸設備提供電能，保證通訊系統(tǒng)正常運行。

目前，我國5G建設和應用保持在全球*水平，5G網(wǎng)絡已經(jīng)覆蓋全國所有地市一級和所有縣城城區(qū)，87%的鄉(xiāng)鎮(zhèn)鎮(zhèn)區(qū)。今年工信部發(fā)言人田玉龍表示，2022年我國5G基站要新建60萬個以上，現(xiàn)在基站超過142萬個，即2022年底基站數(shù)量達到200萬個。

48V直流遠供電源、HVDC直流遠供電源、DPS分布電源是5G基站常用電源，按照市場價格計算，48V直流遠供電源模塊約4000元/個，HVDC直流遠供電源約7000元/個，DPS分布式電源約10000元/個。安信證券按照2025年國內(nèi)5G基站有450萬站的建設規(guī)模測算，預計5G基站電源市場空間有望達到315億元。

而在服務器領域，大比特產(chǎn)業(yè)研究室按照不同的冗余電源模式推算，假設2025年全球x86服務器出貨量為2191萬臺，則2025年全球x86服務器電源規(guī)模數(shù)量范圍為4382~8764萬個。市面上服務器電源報價大有不同，低至200元/個，高至7500元/個，若取中間值3850元/個計算，估算2025年全球x86服務器電源市場總規(guī)模約為1687-3374億元。

這代表在5G基站通訊與服務器兩大通信領域中，2025年通信儲能電源市場便能撬動兩三千億元的市場規(guī)模。根據(jù)企業(yè)公布的采購金額可知，磁性元器件約占通信儲能電源成本14%，據(jù)此可推算，2025年通信儲能電源用磁性元器件市場規(guī)模達280-420億元。

如今，通信儲能電源領域已吸引了眾多知名企業(yè)入局。華為、中興、中恒電氣、中達電通、核達中遠通、動力源、威邁斯、麥格米特、金威源、維諦等企業(yè)均是通信儲能電源領域的佼佼者。

提高效率降低損耗為現(xiàn)階段通信儲能電源主要技術(shù)方向

近年來，基站通訊與數(shù)據(jù)中心建設如火如荼，帶來的能耗問題引起人們熱議，成為了名副其實的“電老虎”。

據(jù)中國能源報估算，5G基站的用電量將由2020年的不足200億度電迅速攀升至2025年的3500億度電左右。相關(guān)機構(gòu)預測，全球數(shù)據(jù)中心能耗從2020年的6700億度電，將增長至2025年的9500億度電，約占全球總用電量的3%。基站通訊與數(shù)據(jù)中心的節(jié)能減排已經(jīng)成為行業(yè)面臨的主要難題。

中興通訊作為全球*的綜合通信信息解決方案提供商，其生產(chǎn)的通信儲能電源產(chǎn)品主要適用于市電良好區(qū)域的通信站點及機房供電。

中興通訊*副總裁、數(shù)字能源產(chǎn)品經(jīng)營部總經(jīng)理俞義方此前在接受其他媒體采訪時表示，隨著5G的部署和數(shù)據(jù)中心的大規(guī)模建設，高昂的電費支出會大幅侵蝕運營商的經(jīng)營利潤，同時在全球碳中和的大趨勢下，促使運營商需要以新的方式思考如何降低移動站點能耗，降低碳排，使綠色網(wǎng)絡成為現(xiàn)實。通信儲能電源作為基站不可或缺的重要基礎設施，未來的演進必然朝著架構(gòu)極簡化、管理智能化、用電綠色化、運營網(wǎng)絡化發(fā)展，以助力運營商實現(xiàn)網(wǎng)絡能效提升、節(jié)能減碳等。

中興通訊研發(fā)總工熊勇表示，隨著5G基站的功耗要求越來越高，中興通過提高通信儲能電源轉(zhuǎn)化效率，逐步推出97%-98%的轉(zhuǎn)化效率電源，降低損耗。此外，從公司管理方面，也可以去提高通信儲能電源的開發(fā)效率，節(jié)省開發(fā)周期。

可靠、穩(wěn)定是通信設備對電源系統(tǒng)的基礎要求。然而由于不同時間段用電需求的不同，對電源的可靠性、穩(wěn)定性提出了一定的挑戰(zhàn)。通信儲能電源就能幫助通信站削峰填谷，保證其安全性穩(wěn)定性。

近日，銘普光磁便開發(fā)了通信儲能電源用于通信站中，為“翼安能”電信級安全儲能系統(tǒng)提供服務。

銘普光磁表示，通信儲能電源能在不對現(xiàn)有48V通信電源系統(tǒng)進行改造的情況下代替原有蓄電池，在保證安全后備供電的前提下，充分利用電網(wǎng)峰谷電價差，為電信企業(yè)節(jié)省大筆電費，降低電信運營商的運營成本，同時為電網(wǎng)提供用戶側(cè)削峰填谷服務，一定程度上減輕電網(wǎng)的峰谷不平衡壓力。

同時，“翼安能”電信級安全儲能系統(tǒng)解決了大容量鋰電池組在電信機房中安全應用所面臨的難題，為儲能系統(tǒng)應用于電信機房等高度敏感場合掃清了障礙。該系統(tǒng)已于2021年底開始在多個地區(qū)的中國電信機房投入試點運行，取得了良好的效果。

磁性元器件新要求：高頻率、低損耗、強絕緣

1.磁性元器件高頻率、降損耗適配低碳要求

另外，隨著電子產(chǎn)品智能化的發(fā)展，內(nèi)部IC集成度也越來越高，為此需要加強電路安全保護。然而，整個通信儲能電源的功率提高，元器件需要小型化、貼片化，把小體系的電流做大，以此來提高產(chǎn)品性能。因此，在電路保護方案設計過程中磁性元器件需同時滿足高頻率、低損耗、小型化的性能要求。

麥捷科技子公司金之川向華為、中興通訊供應基站電源類功率電感和平板變壓器等元器件產(chǎn)品，覆蓋通訊系統(tǒng)的云管端各個環(huán)節(jié)。

德維斯總經(jīng)理邵光華認為，要解決“電老虎”難題，減少通信儲能電源損耗，從磁性元器件角度來看主要還是從磁芯方面去做改善。如平板變壓器用銅箔，做一個繞組結(jié)構(gòu)使其電流能夠更大。另外一個就是從線材方面做調(diào)整，可能選擇不用漆包線，改用銅皮，也有可能直接選用膜包線、FIW線。

經(jīng)緯達研發(fā)總監(jiān)汪洪偉表示，通信儲能電源等電源類產(chǎn)品步入“大功率小型化”時代，使得磁芯材質(zhì)要求提升。在提升磁芯飽和磁通密度的同時降低剩磁密度，保證磁芯在高頻率工作情況下不會產(chǎn)生磁飽和、溫度過高等現(xiàn)象。此外，傳輸線材也需要進一步優(yōu)化。次級大電流線材選用“絞合三層絕緣線膜包線”，大幅度降低銅線趨膚效應，提升銅線的有效使用面積，到達提升次級電流強度上限，降低溫升等效果，同時合理滿足安規(guī)要求，提升產(chǎn)品生產(chǎn)效率及安全性。

2.磁性元器件所用線材需提升絕緣強度

基站通訊與服務器高壓高頻的特性，使得通信儲能電源在檢測中，需保證具有過電流保護、短路保護、欠壓保護、輸出過壓保護、高溫放電保護、低溫放電保護、交流低溫充電保護、交流高溫充電保護、濕熱保護等。

這意味著電源設備及電源線應具有良好的絕緣層，絕緣層包括有足夠大的絕緣電阻和絕緣強度。對磁性元器件來講，則代表其所用絕緣線需有更大的絕緣強度。奧立電子總經(jīng)理胡秀江向記者表示，奧立電子所產(chǎn)的多股線不僅大大提升了磁性元器件的絕緣強度，而且在磁性元器件的實際應用中，在集膚效應、產(chǎn)生熱源上起到很大的改善作用。

3.磁性材料往耐高溫、高頻方向發(fā)展

通信儲能電源與磁性元器件的性能提升離不開磁性材料。金剛磁業(yè)深耕通信領域多年，圍繞基站、路由器、通訊終端等通訊各領域出了系列產(chǎn)品。其總經(jīng)理劉關(guān)生表示，金剛磁業(yè)在通訊領域一直都有做出屬于自己特色的產(chǎn)品，生產(chǎn)的磁性材料能夠應對更高的傳輸速度，滿足當前通訊需求。

金剛磁業(yè)市場總監(jiān)劉峰介紹，針對通信儲能電源高溫高頻的應用要求，金剛磁業(yè)在2021年推出高溫磁性材料P28并開始大量供貨，高頻磁性材料P51已經(jīng)開始測試，預計2022年可以大量供貨。除部分高端材質(zhì)和*品牌仍有差距外，通信儲能電源用磁芯、電感等常規(guī)產(chǎn)品基本能滿足客戶需求。

4.第三代半導體材料的添加助推磁性元器件效率提高

以碳化硅、氮化鎵為代表的第三代半導體成為新一代通信領域產(chǎn)品的重點核心材料。早在2019年，金威源便與基本半導體共建聯(lián)合實驗室，推動包括通信儲能電源領域在內(nèi)各電源產(chǎn)品創(chuàng)新。第三代半導體的高頻特性一方面使得電源電路中的磁性元器件體積更小、重量更輕，通信儲能電源整體效率更高，一方面也要求磁性元器件提升性能，以更好的發(fā)揮出第三代半導體的優(yōu)勢。

臺達電子磁性元器件設計工程師張會常表示，在電源模塊中運用半導體材料能大大提高電源的工作頻率。但就需要磁性材料、磁性元器件去做相關(guān)的配合。磁性元器件中，以電子變壓器為例，其工作頻率會提高到100khz左右，這也是目前常規(guī)磁性元器件能達到的*佳工作頻率。未來還是會繼續(xù)往高頻化方向發(fā)展。

結(jié)語：

針對當前基站通訊、數(shù)據(jù)中心*為人關(guān)注的能耗問題，國家近幾年多次發(fā)布相關(guān)政策，指導建立新型數(shù)據(jù)中心，綠色發(fā)展。

于通信儲能電源企業(yè)而言，提高電源轉(zhuǎn)化效率，加入第三代半導體材料是降低電源損耗的重要方式。

而對磁性元器件企業(yè)來說，可從磁芯、線材選用等方面降低損耗。一方面，在提升磁芯磁通飽和密度的同時避免磁飽和、溫度過高等現(xiàn)象;一方面，選用絞合三層絕緣線膜包線、FIW線等能降低銅線趨膚效應，提升銅線的有效使用面積等能減少損耗的線材。

我們期待，越來越多的企業(yè)能參與進來，在通信儲能電源的賽道上各顯神通，大放異彩!

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