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固態電容市場分析
發布者:威海鑫泰電子有限公司 日期:2014-11-15 09:42 點擊數:
固態電容市場分析
中澳 鐘生 13410178344
1、計算機市場
廣義上的計算機市場包括兩個方面,一個是大家所熟知的個人計算機(PC)領域,另一個是基于X86構架下的另一個大類應用——工控主板。
在計算機主板中,發熱量最大的有三個部分:CPU、北橋芯片、場效應管。通常 CPU 和北橋芯片都會使用專用的散熱裝置降低溫度,但是用于 CPU 供電的場效應管卻沒有任何的散熱措施。通常情況下,MOSFET 緊貼主板裝配,借助主板進行散熱,從而直接將熱量傳遞給其周圍的電容器。由于電腦長時間連續工作,直接導致整個主板發熱量直線上升。熱量在電容器周圍積聚從而導致電容器工作溫度上升。在各類電容器中,高分子固體鋁電解電容器具備最優異的溫度特性。出于安全以及壽命因素的考慮, 在 CPU 供電電路中采用高分子固體鋁電解電容器是大勢所趨。
另一方面從電源質量來考慮。我們已經知道 ESR 越低,電容充放電的速度越快,這個性能直接影響到供電電路的性能。目前,CPU 的功耗非常大,主頻已遠遠超出1GHz,CPU 的峰值電流達到 80A 或更多,輸出濾波電容已經接近工作臨界點。尤其是當 CPU 由低功耗狀態轉為全負荷狀態時,這種瞬間(一般小于 5 毫秒)切換需要的大量能量均來自CPU 供電電路中的電容,此時需要電容器擁有高速充放電的能力可以在瞬間輸出高峰值電流,保證充足的電源供應,確保 CPU 穩定工作。高分子固體鋁電解電容器在超低阻抗方面不斷改進使其成為 CPU 供電的******選擇。
由于目前 CPU 的頻率不斷提升,功耗隨之增大,主機箱內溫度越來越高。常規鋁電解已經很難滿足CPU的供電要求。而且 CPU 內核數目的增加, 電腦主板 CPU 周圍所需電容數目也相應上升。
下表是電腦 CPU 內核數目與主板周圍電容器數目對照:
下圖是NICHICON公司在華碩主板上的固態電容使用情況,對比下圖我們可以看到,在 Core 2 Duo CPU 采用的 Socket775 結構升級到Corei7 CPU 采用的 Socket1366 機構后,主板上電容器數目顯著增加了。經初步目測觀察這兩款華碩生產的全固態電容器主板,我們發現主板 電容器數目由Socket775 結構下的 30 顆左右上升到 Socket1366 結構下的超過 70 顆。在 CPU 周圍的電容器數目由不到 10 顆上升到接近 20 顆。
同樣,在以我們現在的客戶華北科技為代表的,生產的工控主板的客戶中,固態電容的使用也成為了行業普遍接受的一個硬件選用標準。并且,由于工控主板穩定性要求高,工作場合環境惡劣,工控主板類客戶更換為高分子固態電容器的需求相比PC用戶更加迫切。
2、消費電子市場
由于高分子固體鋁電解電容器優異的導電特性,其 ESR 值顯著低于其它電容器。極低的 ESR 特性賦予高分子固體電容器優異的消除干擾能力。在 LC 濾波器電路中采用高分子固態電容器后,由于其在消除干擾能力上的提高,電路的實現可以更簡化。 由下圖可以看出,在 LC 濾波電路中采用的兩個液態電解電容器和一個電感器可以用一個高分子固體電容器完全取代而且性能相當。
未來終端的設計會繼續朝緊密小型化方向發展,電子元器件自身性能的革命性的提高對于電路設計的改進具有特別重大的意義。以電視機產品為例,全球電視機出貨量保持穩定的增長。 Displaysearch 預計 2011 年全球電視出貨量將達到 2.5 億臺。以 LCD 技術為主的平板電視產品已經占據了主流的地位。在 2010 年第二季度,全球平板電視出貨占總電視機出貨比率已經超過 80%,在發達國家地區已經沒有傳統CRT 電視的市場了。在中國,平板電視機的出貨占比已經由 2009 年初的 60%上升到 2010 年 10 月的 86%。目前的 LCD 電視已經開始推廣使用高分子固體電容器。我們估計高清的熒光背光 LCD TV 至少需要 40 顆固態電容器,LED 背光 LCD 電視由于內部溫度會高一些,因而對溫度穩定性好的固態電容器的需求量會多一些。我們測算全球的電視市場對高分子固體電容器的需求量也將超過百億只。
3、安防行業
安防行業分為兩塊,前端攝像機和后端DVR。
在后端DVR市場中,據統計,2010年中國DVR(包括不同路數、各種壓縮板卡的DVR,下同)出貨量約為370萬臺,總路數約為1700萬路,,總金額約為56億元較2009年增長約為40%。而同時按照《中國安防行業“十二五”發展規劃》中指出,中國在“十二五”中DVR消費將保持在20%的年增長率。這預示著到2015年DVR年消費金額將達到150億元,出貨量達到約900萬臺。
按系統結構來分的話,DVR還是要分為兩大類:基于PC架構的PC式DVR和脫離PC架構的嵌入式DVR。筆者從太平洋安防市場針對工程商和采購商們進行調查訪問結果分析,目前市場主流DVR產品還是嵌入式,粗略估算,嵌入式DVR和PC式DVR的市場份額比例差不多將近6:4。
這預示著,到2015年,PC式DVR年出貨量將達到360萬臺。由于構架體系與電腦主板相同,應用與單臺PC式DVR的固態電容數量也約為40顆,由此可以推斷,至2015年,全國在X86構架的DVR項目中,使用的固態電容數量將達到1.5億只。
4、其他行業固態電容應用
由于固態電容本身的特性:低ESR值,高紋波電流,陰極材料為固態高分子材料,但漏電流較大。決定了其在電源濾波效果上會遠遠超過其他電容,尤其是針對一些長時間工作,工作環境溫度較高,并且工作電流較大的場合,固態電容更是廣大工程師在設計電路時不可替代的選擇。目前現有主要市場應用為PC產品,另外還包括如數字機頂盒(STB),游戲機,平板電腦等領域,但由于固態電容本身優良的特性,可以為電路電源部分的性能優化提供很好的幫助,所以在接下來的時間里,高分子固態鋁電解電容器會為更多的人所接受,最終像電腦主板行業一樣,將固態電容的應用與否,作為衡量產品設計檔次的一個重要指標。
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