华为模块电源蜕变:沉淀发布未来趋势

极客网·极客观察(朱飞)1月25日 “截止2020年,华为模块电源累计发货3亿多片。”1月22日,随着华为模块电源六大趋势媒体发布会成功在线举办,华为又一硬核业务伴随着一份亮眼成绩单浮出水面,引发广泛关注。

“模块电源是2020年华为公司做业务转型新成立的一块业务领域,这块业务看着很新,但其实它的历史已经很久了,可以说跟华为公司的历史一样久远。”华为数字能源产品线副总裁、模块电源领域总裁秦真在发布会上介绍,“在历史上,华为公司现在的模块电源是为华为内部服务的,从2020年我们把这些电源拿出来对外销售。”

六大趋势的此次发布,秦真将其归结为两个时代大趋势驱动:一是全球数字化,二是能源革命。前者导致各行各业的能耗倍增,全球能源供给承压;后者要求各个国家、企业主体要在《巴黎协定》的框架下控制碳排放,实现“碳中和”。

在数字化转型和能源转型的双重背景下,华为结合自身在数字能源及模块电源领域的实践洞察,沉淀发布了模块电源面向未来发展的六大趋势,包括数字化、小型化、芯片化、全链路高效、超级快充和安全可信,并呼吁产业各界开展积极的能源数字化转型,开放合作助力产业升级,构筑极致体验的同时打响“气候保卫战”。

数字化与“碳中和”双驱动,发展数字能源刻不容缓

发布会上,秦真开篇明义讲述了华为为何大力发展数字能源,并在此时此刻与大家探讨模块电源未来发展趋势的原因。在他看来,在全球数字化转型和能源转型的双驱动下,发展数字能源,实现绿色发电、高效用电,已刻不容缓。

一方面是数字化转型驱动,近年来在数字经济、智能社会、智慧生活的发展主航道下,全球各国都加速了数字化转型升级的进程。特别是在2020新冠疫情的催化下,数字化更是进一步提速,中国的“新基建”,以及国际上类似的数字化加速政策都相继出台。这给通信基站、数据中心、泛工业、消费终端等数字基础设施领域提出了更高的要求。

有分析数据显示,预计到2025年,全球通信站点数量将增至7000万个,年耗电量超过6700亿度;数据中心将增至2400万机架,年耗电量超过9500亿度;在泛工业场景,仅工业制造和轨道交通行业的年耗电量就将超过16万亿度;而智能终端数将达400亿部,年耗电量也将高达2100亿度……各大行业能耗倍增,亟需新的能源方案。

另一方面,在数字化蓬勃发展的同时,全球愈发关注节能减排,节能降耗已成为《巴黎协定》框架下全人类的共同目标。当前,全球已有110多个国家相继承诺“碳中和”,积极改变能源结构,加速化石能源向可再生能源转型。比如,中国承诺2030年达到“碳达峰”、2060达到“碳中和”,日韩也提出了在2050年实现碳中和。

一边是数字经济发展所致的能耗倍增,另一边是“碳中和”约定下的减少碳排放要求,两者合力之下,迫使能源作为数字基础设施的关键一环,亟需经历一场深刻的变革,朝着数字能源演变,方能适应数字世界、智能社会高质量、可持续发展的需要!

华为模块电源由内向外,聚焦四大行业服务合作伙伴

因势而变,2020年5月,华为正式宣布将其网络能源产品线更名为数字能源产品线,由原来特定场景扩充至更多行业应用,吹响了引领能源数字化、使能绿色智能世界的号角。

资料显示,华为数字能源聚焦智能光伏、数据中心能源、站点能源、车载电源、模块电源五大领域,致力于将电子电力技术和数字技术结合,重构能源体系,支持数字世界向前发展。

具体到模块电源领域,秦真表示,它是2020年华为公司做业务转型新成立的一块业务领域,此前华为模块电源都是为华为内部服务的,在联接、计算、终端和泛工业等领域均有应用。“既然整个全球和社会面临数字化转型和能源转型,我们认为我们的这些能力可以拿出来服务各行各业。”

开放的华为模块电源聚焦泛CT、泛IT、泛工业和消费电子四大行业,并由内到外输出行业能力。

在CT领域,华为引领电源芯片化转型,推动模块电源朝着极简应用方向演进。在IT领域,华为端到端重构供电架构,提升算力及全链路能效。在泛工业领域,华为聚焦核心模块打造高端新品,着力攻坚轨道交通、工业机器人等复杂工业环境。在消费电子领域,华为以高安全的快充技术改变用户用电习惯,使能超级快充无处不在。

华为数字能源秉承开放合作的态度,以“被集成”方式首次对外开放数字能源核心电源模块。由内转外服务首年即取得如此佳绩,模块电源领域再次展现了华为厚积薄发的能力。

沉淀发布模块电源六大趋势,开放合作助力产业升级

在走向开放、由内到外输出行业能力的同时,华为模块电源也积极向产业各界分享自身实践洞察所沉淀的智识。作为本次发布会的重磅环节,秦真重点发布了面向2025年,模块电源领域将呈现的六大发展新趋势,包括数字化、小型化、芯片化、全链路高效、超级快充和安全可信。

 1、数字化:功率部件数字化,实现电源可视、可管、可优、寿命可预测

华为认为,传统的功率部件将逐渐数字化,并实现部件级、设备级、网络级的智能化管理。比如服务器电源云管理,可以实现数据可视可管、设备状态可视可控、能效AI优化等远程智能化管理,提升整个供电系统的可靠性。

电源上云后,运维人员在云端就能看到电源内部的电压、电流、频率、工作状态,甚至里面关键器件的寿命;然后利用AI技术,可以精确预测电源里的器件什么时候可能有故障,故障产生后对设备会有什么影响,进而实现预测性维修。

2、小型化:基于高频、磁集成、封装、模组化等技术实现电源小型化

随着网络设备的下沉,功耗及算力的持续提升,电源的高密小型化已成必然。高频多相、器件集成、3D布局等技术的逐步成熟,3-5年内电源的功率密度就将翻一番;同时在器件自身材料层面,3-5年内功率MOS管会全部会走向化合物半导体,包括碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)等,这些都将加速电源小型化的进程。

3、芯片化:基于半导体封装技术的芯片化电源,实现高可靠、极简应用

当前板载电源模块已逐渐由原来的PCBA形态演进到塑封形态,未来基于半导体封装技术和高频磁集成技术,电源将进一步实现功能模块化组合,即由独立硬件向软硬件耦合的方向发展。电源芯片化不仅可以将功率密度提升约2.3倍,而且还可以提升可靠性及环境适应能力,使能设备智能化升级。

4、全链路高效:重塑供电架构、依托新型技术实现全面极致高效

全链路包含了发电和用电两部分。部件效率一直在不断提升,板载电源的芯片化更是将部件高效做到极致,优化供电架构是提升全链路高效新的方向。比如:数字电源供电实现模块灵活组合,智能联动匹配负载需求;服务器电源双输入架构来替代传统的单输入供电模式,不仅可以提升单模块最佳效率点,同时也让所有电源模块都能灵活匹配、实现高效供电。

华为认为,只有把从原端到芯片端的整个链路打通,计算端到端的全链路能效才有真正意义,才能产生更多的价值。因此,业界不能只关注一次电源(AC/DC)和二次电源(DC/DC)的效率,忽略了板载电源最后一厘米的供电效率。华为在前两级电源高效的基础上选用先进的碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)材料,基于数字化模型的自定义IC与封装、拓扑与器件强耦合设计,进一步提升了板载电源的效率,打造极致高效的全链路供电方案。

5、超级快充:重新定义用电习惯,超级快充无处不在

万物互联时代,智能化设备应用越来越广泛,手机、PAD、便携本等智能终端逐渐深入到生活的每一个角落,包括会议、直播、购物、视频、手游等。应用的多样化导致耗电量大幅增加,加上充电时间和场景的不确定性,人们对智能终端的续航能力的焦虑日益凸显,随时随地超级快充成为一种迫切需求。

为此华为率先提出“2+N+X”概念,即将有线、无线两种快充技术集成到N类产品(比如插排、墙插、台灯、咖啡机、跑步机等),应用于X种场景(比如家居、酒店、办公、车内等),让今后用户出行不再需要随身携带充电器、充电宝等,真正实现超级快充无处不在,打造极致快充体验。

6、安全可信:硬件可靠、软件安全

除了硬件可靠性持续提升外,功率器件的数字化、管理云化也带来潜在的网络安全威胁,电源的软件安全也成为新的挑战,系统韧性、安全性、隐私性、可靠性、可用性成为必要要求。

虽然电源产品一般不是攻击的最终目标,但对电源产品的攻击会增强对整个系统的破坏性。为此华为从用户安全性角度考虑,通过高可靠设计及制造,引入三层级寿命预测性维护,保证每个电源产品从硬件到软件都是安全可靠的,从而保障客户的产品或系统不被破坏,做到安全可靠。

综上可见,从服务内部支撑庞大业务,到对外开放赋能行业,再到发布六大趋势输出智识,华为模块电源已然实现蜕变,做好了以数字能源支撑数字经济、智能社会发展的准备。谈及此中业务逻辑及重要意义,秦真不止一次提到能源是数字世界底座,数字时代需要数字化的能源,去解决全社会的能耗压力,同时满足“碳中和”目标下的碳排放要求。

面向未来他表示,华为模块电源将聚焦泛CT、泛IT、泛工业和消费电子四大行业,持续在自研芯片、创新拓扑、热设计、新材料功率器件、封装技术等根技术领域投入,打造高密、高效、高可靠及数字化模块电源方案,成就全球合作伙伴,助力产业升级,构筑极致体验。


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