从50%到98.5%：Vicor电源技术为何能登顶“全球第一”？
电源管理领域，可能在很多人都非常熟悉凌力尔特，但却对Vicor这样一家堪称模块电源技术领域技术霸主却缺乏了解。究其原因，一方面是因为过去Vicor一度专攻军工、航天、铁路等高端市场，很少将技术下沉到民用领域，这也让多家竞争对手抢占了市场先机，在品牌知名度上略胜一筹。但高手不怕入世晚，在军工等高端市场获得广泛认可之后，Vicor如今已开始将其“全球第一”的模块电源技术下沉到民用市场，与一众竞争对手展开正面对决。
Vicor发布会推出的全新模块电源产品
日前的产品发布会上，Vicor公司亚太区市场营销副总裁Eric Wong就对记者表示：“可能大家对于不少Vicor的竞争对手颇为熟知，那是因为他们市场宣传做的好，但要论技术，我们是世界第一。我们的模块电源技术很领先，而且竞争对手的技术一般都落后我们1年多以上。特别在能效方面，我们以前能做到50%，后来是80%，而现在Vicor能够做到98.5%，我们的目标是做到99%。这样也会使得体积缩小一倍，效率更进一步提升。所以，为什么其他家的产品不够好，就是因为效率不够高，体积做不到我们这么小。”
高端技术如何下沉民用市场?
众所周知，现在随着视频类社交媒体、游戏影音以及IoT等市场对数据处理需求的飞速暴增，全球各地的服务器耗电量即将步入千亿千瓦时时代，这给无论是机房数据中心还是机柜电源都带来了巨大的压力。
以中国市场为例，不久前国际环保组织绿色和平与华北电力大学联合发布《点亮绿色云端：中国数据中心能耗与可再生能源使用潜力研究》报告显示，2018年中国数据中心总用电量为1,608.89亿千瓦时，占中国全社会用电量的2.35%，超过上海市2018年全社会用电量，后者去年全社会用电量为1,567亿千瓦时。照此趋势预计，2023年中国数据中心总用电量将达到2,667.92亿千瓦时，2019年-2023年将增长66%，年均增长率将达到10.64%。
这种日益暴涨的用电需求，也给电源设计带来了巨大挑战。Vicor首席工程师、高级经理Chris Swartz认为，“除了要控制成本之外，电源模块的效率和体积的平衡也非常关键。Vicor公司的路线是先从设计体积上减小，优先解决数据中心的用地贵难题，然后再往后走低成本之路。当然，在常规的设计里面，缩减尺寸，不当的操作会对效率和成本造成不利影响。Vicor公司的拓扑专利采用了ZVS/ZCS软开关技术，大大降低了MOS管的开关损耗，可以很大程度的提高开关频率。电源的体积减少会带来很多好处，如规模增加降低成本、寄生现象控制、更少的原材料，同时有广泛的适用性，这样对于产品设计更加有利。”
事实上，Vicor在模块电源领域的设计能力很强，自该公司自诞生以来就不断在挑战模块电源的效率和功率极限密度。如今，在一立方英寸体积上VICOR可以将电源模块的功率密度做到超过3000W，是竞争对手的三倍，这是一个非常惊人的数字。
Chris Swartz表示：“与完全定制化设计相比，高性能模块化电源系统具有更高的灵活性和可扩展性。在配电网络领域，客户对系统性能要求和新的功能增加导致负载功率快速增涨，将PDN移至更高的电压可以简化更高功率的传输和分配，高密度、高效率和低重量是提高性能所必需。”
如今，Vicor的这种过去曾一度“高端”的技术已经开始向民用市场下沉。据Eric Wong介绍：“Vicor已把数据中心、汽车电子、LED照明等市场作为当下业务重点推进的几大主要方向。因为这几大领域市场需求的暴增，我们也在持续扩大规模进行量产，2018年，我们的产能增加了6倍，产量实现增长375%。而在长期产能增长方面，Vicor计划到2020年现有工厂还要增加85000平方米，可以实现更多的产能。”
与此同时，在价格方面，Vicor电源模块的价格也会随之持续下调，变得更加亲民。据 Eric Wong透露：“目前Vicor电源模块的价格已在原有基础上降低了50%，已经是综合成本、效率、尺寸三方面的性价比很高的产品。”
对48V生态圈的执着
如今，新型数据中心采用了48V供电系统，这样不仅可以提质增效，同时可以节省配电所需的面积，让数据中心在有限的空间下高效运转，这就是48V能在超算和人工智能应用领域备受关注的原因。作为致力于设计、制造和销售创新的高性能电源模块产品的公司，Vicor将用硬核的技术来为数据中心实现更高效的工作效率、功率密度及经济性提供助力。
为何Vicor对48V如此执着?Eric Wong强调，“48V供电目前在数据中心的渗透比例还不是很高但一定是未来的趋势，从产业角度来看，在电磁驱动的领域，例如新能源汽车、无人机、AGV小车、AC-DC以及DC-DC等，都在向48V的方向发展。”
比如，现在全球对汽车环保的要求越来越高，如今48V已经成为新车中的标配，Vicor的NBM可以实现12V与48V之间电源系统的双向转换，帮助实现汽车中的自动启停、行驶中的能源回收、自动驾驶运算等更环保和智能的功能。再比如其他几个小方向，Eric Wong表示：“像无人机、AGV等小型应用领域，以前都是12V和24V，现在也在推广向48V开始走;还有就是LED屏，以前是AC-DC，现在也是在向DC-DC方向走，这些都是有成功案例的。48V如今已是一个全方位的趋势，我们的目标是推动48V模块电源技术在这些的应用，打造一个48V的生态圈。”
毫无疑问，失去了过去12V和24V市场的Vicor，集中力量和资源押注48V市场自然会是当前局势下的最佳选择。毕竟，如今的12V和24V市场几乎都被竞争对手占尽先机，但48V市场才刚刚起步，无论是服务器、汽车、LED还是无人机和AGV这类小型应用，Vicor的技术优势仍在。Eric Wong 表示，“Vicor 公司的48V合封电源可以减少CPU周边的电源设计器件，节省PCB占板空间，减少了功耗损失。目前的横向设计已经让电源与CPU足够接近减少电压损失。很快还将推出的纵向设计，电源直接在PCB下方连线CPU，电源模块还可更加接近CPU。”而借助于这些技术优势，Vicor接下来只要在市场和产品推广上不落后于人，自然能够重归48V“王者宝座”。
氮化镓已被过度“神话”?
得益于自身具备的高速开关频率以及高功率密度等特性，GaN如今开始受到市场的广泛热捧。尤以汽车领域为例，据称硅基GaN晶体管不仅在开关速度上远胜于传统MOSFET以及IGBT，而且外围电路也更加精简，功率损耗也具备很大优势，比起传统MOSFET更加适用于汽车电池DC-DC转换器以及OBC等各类应用。
但作为模块电源领域的技术大牛，Vicor却并不这么看，Chris Swartz表示：“GaN不是最核心的，相比传统MOSFET而言，氮化镓功率器件的工作频率会比较高，很容易出现EMI问题，而且氮化镓功率器件驱动设计也很复杂，应用中更要谨慎看待。虽然现在很多公司都在讨论GaN可以实现快速的切换频率，但这主要是由于这些公司技术能力不足，难以采用传统的硅基器件把占空比等参数做上去，这就导致他们会另寻其他的方法来提升自己的产品竞争力。”
当然，这并不代表Vicor这家全球模块电源技术领域的霸者不看好GaN，反而是Vicor更加提倡在传统技术层面上不断实现自我超越，而非采用新材料来另谋他路，Chris Swartz告诉记者：“Vicor未来也会开发GaN的相关产品，将GaN的优势发挥出来，但这还需要一定的时间。目前我们专注的主要还是如何在传统硅基器件上实现参数性能上的自我超越，这也是当前市场非常看重的地方。”
小结：
可以说，现在像Vicor这样能够沉下心来坚持在核心技术上实现自我超越的公司已然不多，这也是Vicor区别于其他对手的核心竞争力。之所以将技术下沉民用市场，最终的目的还是为了让市场能够体验到业界首屈一指的模块电源技术。据悉，像波士顿动力旗下的各系机器人几乎都采用的是Vicor的产品和方案，在这些领先合作伙伴的映衬下，Vicor的技术已经得到充分的验证，但要真正在数据中心、汽车以及LED市场与老牌对手正面抗争， Vicor还需要在市场策略上更进一步。
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