高頻化、大電流、低損耗、抗極端環(huán)境,這些看似矛盾的需求,成為制約AI服務器、自動駕駛等高端領域升級的關鍵瓶頸。銘普光磁深耕銅鐵共燒電感行業(yè)多年,始終聚焦銅鐵共燒電感行業(yè)真實痛點,歷時18個月的研發(fā)攻堅,重磅推出一款銅鐵共燒電感產品,用技術突破回應市場剛需。
近日,《磁性元件與電源》對銘普光磁研發(fā)經理唐建偉進行專訪,揭開了這款銅鐵共燒電感產品背后,研發(fā)團隊的堅守、突破與對共燒電感行業(yè)發(fā)展的深層思考。
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銅鐵共燒電感產品圖 / 銘普光磁
一、 銅鐵共燒電感產品研發(fā)初心:直擊兩大領域供電核心痛點
任何一款成功的技術產品,都源于對行業(yè)痛點的深刻洞察。研發(fā)經理唐建偉在專訪中明確表示,AI服務器與新能源汽車兩大領域的供電難題,是團隊啟動銅鐵共燒電感研發(fā)的核心初心。
對AI服務器而言,隨著GPU/ASIC單芯片功率攀升至千瓦級,供電模塊需在極小空間內實現超大電流輸出,傳統電感難以兼顧功率密度與穩(wěn)定性;而新能源汽車領域,SiC/GaN電源芯片的普及推動開關頻率大幅提升,傳統磁芯材料在高頻下損耗劇增,既制約系統效率,又難以控制溫升。
這份以痛點為導向的研發(fā)邏輯,貫穿了整個項目的始終,也讓銅鐵共燒電感從誕生之初,就自帶“解決實際問題”的基因,而非單純追求參數上的優(yōu)勢堆砌。
二、 攻堅之路:破解銅鐵共燒電感行業(yè)共性難題的三重突破
1. 材料攻堅:平衡高磁導率與低損耗的銅鐵共燒電感行業(yè)困境
銅鐵共燒電感產品的研發(fā),沒有現成的成熟路徑可借鑒,每一步突破都伴隨著無數次試錯與調整。團隊面臨的兩大核心難題,分別是材料配方的優(yōu)化與共燒工藝的掌控,而這兩大難題,也正是銅鐵共燒電感行業(yè)內的共性挑戰(zhàn)。
材料研發(fā)的核心,是平衡高磁導率與高頻低損耗的“兩難困境”。傳統鐵粉芯雖飽和磁通高,但高頻下渦流損耗大;合金粉末損耗偏低,卻存在磁導率不足、成本偏高的問題。
為找到最優(yōu)解,研發(fā)團隊圍繞“高磁導率、低損耗”的核心目標,開展了系統性實驗,反復優(yōu)化金屬軟磁復合粉末的粒度分布、形貌及微量元素配比,模擬不同應用場景測試磁導率、損耗值等關鍵性能。
最讓團隊印象深刻的,是中期試驗中遭遇的樣品微裂紋問題。連續(xù)多輪試驗后,樣品在高溫段頻繁出現裂紋,研發(fā)團隊通過SEM+EDS分析,終于定位到根源——銅離子沿晶界擴散導致的應力集中。經過反復調整粉末粒徑配比、添加微量界面穩(wěn)定劑,在第27輪試驗中,終于獲得了無裂紋、界面結合致密的樣品,損耗曲線完全達到理論設計值。
“那一刻,實驗室里所有人都松了口氣,之前的熬夜、試錯,都有了回報。”唐經理回憶道。
這場材料攻堅,整整持續(xù)了18個月。在無數次失敗后,終于研發(fā)出兼具優(yōu)良磁性能與共燒兼容性的材料體系——在兆赫級頻率下,損耗較傳統鐵氧體降低約30%,磁導率可達80–120(可調),完美兼顧了高頻低損耗與高功率處理能力。
2. 工藝突破:攻克銅鐵共燒的溫控與界面難題
如果說材料是基礎,那么銅鐵共燒工藝就是更難跨越的“鴻溝”。銅的熔點(1083℃)低于鐵基粉末燒結溫度(通常>1100℃),溫控不均極易導致銅導體熔融變形、鐵芯氧化或晶粒異常長大,最終引發(fā)產品開裂、損耗激增。這也是銅鐵共燒電感行業(yè)最突出的技術難題。
為破解這一困境,團隊創(chuàng)新設計了分段可控溫燒結工藝,搭配低氧氣氛保護。
l 低溫段(200–400℃):緩慢排膠,避免有機物急速揮發(fā)導致結構疏松;
l 中溫段(400–600℃):抑制銅氧化,控制鐵基體初步致密化;
l 高溫段(600–800℃):短時保溫,實現鐵芯充分燒結的同時避免銅過度擴散。
整個溫控曲線通過多熱電偶閉環(huán)反饋+燒結爐氣流優(yōu)化,實現了±1℃的精準控制。
3. 量產爬坡:突破一致性卡點,夯實落地基礎
研發(fā)路上的挑戰(zhàn)遠不止技術攻關,中試階段從實驗室樣片到批量生產的一致性控制,成為新的核心卡點。實驗室可精細調控的粉末混合均勻度、燒結溫度曲線等參數,在放大生產后出現波動,導致首批次產品良率僅約60%。
為解決這一問題,團隊搭建起工藝數字系統,將粉末粒度分布、燒結氣氛曲線等關鍵參數,與產品損耗、磁導率、強度等核心性能關聯建模,實現生產過程的實時預測與調控。歷時半年,產品良率成功提升至90%以上。
目前,銘普銅鐵共燒電感已在東莞生產基地實現小批量產,標準品交付周期為4–6周,定制化方案需8–10周。
從產品適配場景來看,其憑借超低EMI、高功率密度特性,可滿足AI服務器、自動駕駛控制器、高端顯示卡等高端設備的使用需求;長穩(wěn)低耗與耐極端環(huán)境的優(yōu)勢,則適配新能源汽車、工業(yè)儲能等嚴苛場景。這些適配能力,均源于研發(fā)過程中對共燒行業(yè)痛點的精準破解。
三、 銘普在銅鐵共燒電感行業(yè)的擔當:深耕高端,賦能智造升級
回顧整個研發(fā)歷程,銘普團隊積累的不僅是一款產品的技術成果,更形成了一套可復用的研發(fā)與生產方法論——材料-工藝-設備協同設計思維、數字化工藝管控平臺搭建方法、快速試錯與數據閉環(huán)的研發(fā)體系。
未來,銅鐵共燒電感產品將向更薄型化(1.7mm)、更高頻化(10MHz級)方向演進,深度適配AR/VR設備、車載激光雷達、新型儲能系統等高端場景。
新的迭代之路,依然面臨挑戰(zhàn)。唐經理坦言,目前團隊面臨的最大難題,是超薄本體在成型與燒制過程中易出現的開裂、脫模磁芯分層等異常問題。對此,團隊正積極引入并推進雙伺服壓力技術優(yōu)化,著力提升壓制密度一致性與脫模可靠性,全力攻克這一技術難關。
在AI與新能源產業(yè)快速迭代的背景下,核心電子元器件的技術突破,直接影響行業(yè)整體升級進程。銘普的研發(fā)與落地,不僅破解了銅鐵共燒電感行業(yè)的多項共性難題,更以可復用的研發(fā)與生產方法論,為共燒電感行業(yè)技術創(chuàng)新提供了參考樣本,踐行了共燒電感行業(yè)企業(yè)在核心元器件領域的擔當。
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