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元宇宙持續(xù)火爆，三體電感緊跟其上

2023/3/23 9:53:48 人評論次

市場背景元宇宙（Metaverse）是人類運用數(shù)字技術(shù)構(gòu)建的，由現(xiàn)實世界映射或超越現(xiàn)實世界，可與現(xiàn)實世界交互的虛擬世界，具備新型社會體系的數(shù)字生活空間?！霸钪妗北旧聿⒉皇切录夹g(shù)，而是集成了一大批現(xiàn)有技術(shù)，包括5G、云計算、人工智能、虛擬現(xiàn)實、區(qū)塊鏈、數(shù)字貨幣、…

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市場背景

元宇宙（Metaverse）是人類運用數(shù)字技術(shù)構(gòu)建的，由現(xiàn)實世界映射或超越現(xiàn)實世界，可與現(xiàn)實世界交互的虛擬世界，具備新型社會體系的數(shù)字生活空間?！霸钪妗北旧聿⒉皇切录夹g(shù)，而是集成了一大批現(xiàn)有技術(shù)，包括5G、云計算、人工智能、虛擬現(xiàn)實、區(qū)塊鏈、數(shù)字貨幣、物聯(lián)網(wǎng)、人機交互等。其中在元宇宙逐漸成熟的過程中，AR/VR技術(shù)將逐漸升級并且為元宇宙的到來打造堅實基地。隨著“元宇宙”的發(fā)展，一些相關(guān)的技術(shù)、應(yīng)用場景已經(jīng)顯現(xiàn)出“雛形”，例如：全球頂級AI學(xué)術(shù)會議之一的ACAI，將2020年的研討會放在了任天堂的《動物森友會》上舉行，第七屆中國虛擬現(xiàn)實產(chǎn)學(xué)研大會(CVRVT 2021)以元宇宙會展形式在元宇宙空間召開。寶馬集團利用Omniverse平臺提供的虛擬工廠整合了一系列規(guī)劃數(shù)據(jù)和應(yīng)用，并實現(xiàn)了實時協(xié)作和無限制的兼容性，將生產(chǎn)規(guī)劃效率提升了30%。

Omniverse使用戶能夠從多個不同的角度查看虛擬工廠

對于元宇宙的爆發(fā)IDC預(yù)測，2023年，全球AR和VR頭顯出貨量將恢復(fù)增長態(tài)勢。市場研究公司CCS Insight最新預(yù)測，2023年XR設(shè)備的出貨量將增至1140萬臺。此外，該機構(gòu)預(yù)測XR設(shè)備的銷量將從2024年進一步增加，到2026年增長至6680萬臺。預(yù)計到2025年，AR設(shè)備將占XR設(shè)備的20%。

來源：國海證券分析報告

在CES 2023上，全球消費電子企業(yè)就AR/VR技術(shù)展開了激烈較量，爭先展示最新技術(shù)產(chǎn)品。TCL除了發(fā)布多款Mini LED、8K印刷OLED等前沿顯示技術(shù)新品外，TCL還對外發(fā)布TCL RayNeo X2 AR眼鏡和TCL NXTWEAR V VR概念一體機。索尼推出了無障礙手柄Project Leonard。HTC VIVE也于1月6日在CES上亮相首款XR一體機。創(chuàng)維在本屆CES上亮相了極致輕薄的VR一體機新品。除了VR外，部分中國企業(yè)則把AR作為元宇宙的硬件入口。比如雷鳥創(chuàng)新就在會展上發(fā)布了AR眼鏡雷鳥X2，這款產(chǎn)品搭載高通驍龍XR2芯片平臺，可為實現(xiàn)沉浸式英語學(xué)習(xí)、智能翻譯、實時導(dǎo)航等功能。再加上蘋果(AAPL.US)的正式入場，以及Meta、谷歌、微美全息等廠商接連入局，XR行業(yè)將是群雄逐鹿，也有望進一步推動元宇宙消費級產(chǎn)品的普及。

產(chǎn)品應(yīng)用

在XR終端產(chǎn)品上，將不斷升級其CPU和GPU處理能力，同時為了增強其續(xù)航，也將配備長續(xù)航的電池，以及配套的快充功能，為了輕便，必須使得產(chǎn)品小型化，對其產(chǎn)品的空間要求也將提出嚴苛挑戰(zhàn)。

針對VR產(chǎn)品產(chǎn)品，整套產(chǎn)品分為幾個部分，包括核心算力板的頭顯部分，肢體互動的手柄部分，以及將在下一代最新產(chǎn)品中，新加入的一部分（將于相關(guān)產(chǎn)品發(fā)布后，三體微屆時補充相關(guān)應(yīng)用說明）。

針對不同的單元，應(yīng)用不同，頭顯部分的應(yīng)用原理圖如下：

Schematic

頭顯的CPU單元為ARM構(gòu)架，如XR2和XR2 pro，PMIC給CPU和GPU部分的供電，以SKFB Series Mini Molding Power Inductor為主，尺寸集中在1412，2012，2016為主，應(yīng)用集中，由于CPU和GPU對Transient要求非常高，PMIC的Frequency較高，對電感要追求高頻低損，Rs要小來降低交流損耗，提高效率以及降低發(fā)熱；在快充與接口供電處，將根據(jù)選配的電池組，單節(jié)/雙節(jié)，選用不同的Power Solution，根據(jù)其Frequency，優(yōu)化針對的負載點，選取最高效的感值；以SCCH/SCCB Series Molding Power Inductor為主，SCCH為高頻低損大一體系列，如Power Solution的Frequency較高，或采用5V升壓構(gòu)架的雙Cells電池組，Duty較高，可以發(fā)揮出SCCH最佳的特性，SCCB為高性價比通用大一體功率電感系列；在Backlight部分，需要支持瞬間高亮，輸出非常高的功率，需要超大功率密度的電路，即對電感需要超大電流，同時需要支持高感值，主要以SCHH Sereis Molding Power Indcutor，其采用熱壓工藝，高磁粉密度結(jié)合Ultra low Rs的強強組合，在此處應(yīng)用恰到好處。

針對手柄部分的應(yīng)用原理圖如下：

Schematic

手柄的CPU單元為ARM構(gòu)架，與頭顯部分同樣的構(gòu)架，對Power Inductor同樣非常注重Rs，即以SKFB Series Mini Molding Power Inductor為主，尺寸集中在1412，2012，2016為主；手柄自身配備電池，部分設(shè)備支持無線充與有線充，電池組以單節(jié)鋰電池為主，根據(jù)頭顯部分的續(xù)航，手柄主要功能是強大的陀螺儀算法，通過藍牙或Wifi的通訊制式給到頭顯，單節(jié)鋰電池足夠覆蓋其續(xù)航應(yīng)用，單Cell的Fast Charger均以低壓制成的Power Solution，其Frequenc基本以超過1.5Mhz，甚至高的超過3Mhz，同樣對Rs要求較高，降低功率電感交流損耗，以SKFB Series Mini Molding Power Inductor，尺寸基本集中在2520為主。

應(yīng)用特點

在以上，多處應(yīng)用，有提到一個重要參數(shù)，Rs，什么是Rs，其有多重要？答案是：“非常重要，并且越來越重要”，目前在個別全球頭部供應(yīng)商中，以開始注重其應(yīng)用價值。那么什么是Rs，為什么很重要并且越來越重要呢？

在功率電感搭配Power Solution的工作時（以Buck拓撲舉例，其他拓撲同理），其電感的實際電流狀態(tài)有充電與放電，由于電感流經(jīng)的電流不能突變，其充電與放電的電流，均已線性增長和減少，如下圖：

而連續(xù)的三角波有兩部分組成，由直流偏置與交流偏置共同組成，直流部分的直流偏置將產(chǎn)生直流損耗，交流部分的交流偏置同樣會產(chǎn)生交流損耗，交流紋波的占比與電感的基礎(chǔ)感值，以及飽和電流有關(guān)，感值大，紋波小，感值小，則紋波大，交流成分占比更高，在重載時，電感感值會磁衰，感值會下降，同理，其紋波占比會更大，交流損耗的占比也會上升。

直流損耗的計算方式比較直觀，由電感的直流阻抗，乘以平均電流的平方，而交流損耗的阻抗呢？即以上提到的Rs，電感的Rs，由于隨頻率變化，趨膚效應(yīng)使得頻率越高，Rs的衰減越大，故，對應(yīng)于多少應(yīng)用頻率，Rs的基數(shù)如果越小，乘機將會越小，其交流損耗也會越小，在半導(dǎo)體產(chǎn)品中，開關(guān)頻率未來的趨勢會越來越高，來縮小終端產(chǎn)品的體積，故對于電感來說，Rs的重要性在越來越重要。

以上應(yīng)用舉例還只是CCM，如果是DCM，BCM，甚至輕載強制CCM，我們會發(fā)現(xiàn)交流成分的占比，將達到100%，甚至超過100%。

在三體微與Meta的技術(shù)交流過程中，以卓越的Rs表現(xiàn)，表現(xiàn)出更高的效率，與更低的溫升（功率電感與效率相關(guān)的還有另外兩個因素，但Rs往往被大部分人忽略）。三體微自主研發(fā)的高頻低損的高性能系列功率電感，產(chǎn)品特性對標國際一線品牌，已應(yīng)用于智能手機，筆電，智能穿戴，手機通訊殼，通訊模塊，無線充，氮化鎵適配器等等領(lǐng)域。