編者按

今年初，隨著DeepSeek的橫空出世，從地方政府、央企國企到金融、汽車等重點行業(yè)，掀起了一股本地化部署的熱潮。實現(xiàn)本地部署的首要步驟是采購服務器并搭建配套硬件設施，其中大多數(shù)中小企業(yè)客戶出于成本考量，普遍采用單機或雙機配置運行DeepSeek模型。

這一波算力需求的迅猛增長，使得作為服務器主板核心元器件的一體成型電感迎來了關(guān)鍵的技術(shù)升級窗口期，相關(guān)生產(chǎn)工藝和設備需求既面臨著嚴峻挑戰(zhàn)，也孕育著重大機遇。本文將深入探討一體成型電感在服務器領域的性能參數(shù)要求、材料與工藝的創(chuàng)新方向，以及生產(chǎn)設備的技術(shù)突破點，為行業(yè)同仁提供具有前瞻性的技術(shù)參考和實踐指引。

一、服務器一體成型電感的參數(shù)及性能要求

一體成型電感作為服務器電源模塊中的核心組件，其性能直接關(guān)系到電源轉(zhuǎn)換效率、系統(tǒng)穩(wěn)定性以及整體運行的可靠性。因此，對于服務器一體成型電感的參數(shù)要求極為嚴格，這些參數(shù)不僅決定了電感器自身的性能表現(xiàn)，還對整個服務器系統(tǒng)的運行狀態(tài)產(chǎn)生深遠影響。

Q：對于服務器主板用一體成型電感，主要關(guān)注哪些參數(shù)呢？

麥格米特：對于一體成型電感，主要關(guān)注的參數(shù)包括電感量、體積和電流承載能力。隨著功率的提升，電流相應增大，因此在保持小體積的同時，需確保電感具備較大的電感量和足夠的電流承載能力。

一體成型電感的散熱性能通常較好，因其繞組匝數(shù)較少，且外部結(jié)構(gòu)為實心，能夠有效傳導熱量。芯片電感是從一體成型電感工藝演變而來，從傳統(tǒng)的繞組后模壓工藝發(fā)展到銅鐵共燒工藝，目的是在保持相同電感量的前提下減小體積，同時滿足整機芯片功率和功耗增加的需求，即在體積受限的情況下實現(xiàn)更大的電流承載能力。

鉑科：主要關(guān)注的還是可靠性，AI服務器相對價值比較高，穩(wěn)定性要求非常高，所以對電感器件的可靠性要求非常高，不能因為一個電感造成整個板子不能用。

對于服務器主板所使用的一體成型電感，其關(guān)鍵參數(shù)主要包括感量和直流偏置等。但最終效率是電感核心指標，而效率又與磁導率、損耗、飽和以及直流電阻（DCR）密切相關(guān)。通常情況下，磁導率越高，電感的性能表現(xiàn)越佳，但高的磁導率可能會導致電感飽和電流差。因此，未來的重點在于尋找兼具高磁導率、高飽和和低損耗的材料。

田村：

主要關(guān)注哪些參數(shù)有以下幾點：

1）基本電氣性能：感值（±5%精度@額定電流）；多相電飽和電流（Isat）≥標稱電流的130%；直流電阻（DCR）<0.5mΩ（@1A）；降低導通損耗，提升能效（>95%）。

2）高頻特性：自諧振頻率（SRF）>3GHz（PCIe 6.0要求）； 抑制GHz級噪聲（如DDR5/PCIe信號）；插入損耗（@高頻）≤1.5dB（@2400MHz）確保信號完整性。

3）熱管理：熱阻（θJA）≤6℃/W（10mm2 PCB散熱），125℃環(huán)境穩(wěn)定運行；

溫度循環(huán)穩(wěn)定性：1000次循環(huán)后感值漂移<5%（-55℃~125℃），長期可靠性保障 。

4）機械可靠性：尺寸公差±0.05mm ，適配高密度主板布局。

5）抗震性能：通過MIL-STD-810G 6Grms振動測試，應對數(shù)據(jù)中心機械振動。

6）MI兼容性：共模阻抗（Zcm@100MHz）≥50Ω，抑制共模噪聲干擾 。

勝美達：對于服務器主板用一體成型電感，主要關(guān)注的參數(shù)包括效率、直流電阻（DCR）和溫度等值。其中，DCR要求極低，一般在0.1mΩ至0.3mΩ之間，最高不超過1.3mΩ；溫度等值要求從120℃提升至150℃。目前，國內(nèi)企業(yè)在粉材和膠水材料上存在一定技術(shù)難點，尤其是膠水，膠水會隨著時間而氧化和裂化、會導致電感值波動。相比之下，銅鐵共燒技術(shù)可解決這一問題，但產(chǎn)能不足限制了其應用。

風華高科：在服務器的電源電路中追求更大的電流、更穩(wěn)定的電壓、響應更快、更純凈的電流或電壓，服務器主板上的一體成型電感主要關(guān)注低直流電阻、低損耗、大電流及抗EMI干擾能力。

銘普：在滿足通用一體成型電感的基礎參數(shù)（如：初始電感值（L）、直流電阻（DCR）、飽和電流（Isat））的前提下，服務器應用場景因其高頻、高負載、高密度集成的運行特性，在某些特定應用場景下，磁芯損耗和電磁抗干擾也是需要關(guān)注的重要參數(shù)。

星特：目前服務器領域溫度特性參數(shù)為：

·工作溫度范圍：服務器主板通常運行在較高的溫度環(huán)境下，因此電感器需要能夠在較寬的溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定工作，一般要求工作溫度范圍為-55℃至+125℃。

·溫度系數(shù)：溫度系數(shù)表示電感量隨溫度變化的程度。溫度穩(wěn)定性好的電感器在不同溫度下電感量變化較小，有助于保證電路的一致性。

尺寸大?。悍掌髦靼鍍?nèi)部空間有限，因此需要選擇尺寸較小的一體成型電感，以節(jié)省空間，同時滿足高功率密度的需求。

封裝形式：常見的封裝形式有貼片式和插件式。服務器主板一般采用貼片式電感，便于自動化生產(chǎn)和安裝。

隨著5G技術(shù)、AI服務器的普及，電子設備不斷向薄型化、小型化方向發(fā)展，對電感產(chǎn)品的性能要求也日益提高。目前，行業(yè)內(nèi)正在推廣熱壓工藝生產(chǎn)的2012.2016、2520、3225系等小型化電感產(chǎn)品，以替代傳統(tǒng)的模壓、大尺寸電感（如04.06、08、10系列）。

服務器用一體成型電感 圖源：星特

二、服務器一體成型電感：材料與工藝的未來需求趨勢

隨著服務器技術(shù)的快速發(fā)展，尤其是人工智能和大數(shù)據(jù)等領域的崛起，一體成型電感的工藝材料正面臨新的需求趨勢。未來，其發(fā)展將聚焦于高性能、高效率、小型化和成本優(yōu)化等方向，材料創(chuàng)新將成為推動服務器行業(yè)進步的關(guān)鍵。

Q：隨著技術(shù)向高頻化邁進，當前頻率已攀升至MHz量級，這對一體成型電感的選材提出了什么要求？什么類型的磁性材料會成為一體成型電感的主流選擇？

麥格米特：目前一體成型電感主要采用傳統(tǒng)buck電感，其核心原材料為羰基鐵粉。這種材料雖然在一定程度上滿足了當前的應用需求，但若未來能夠引入鐵鎳等其他高性能磁性材料，一體成型電感的效率有望得到進一步提升。然而，鐵粉芯在模壓成型后的退火溫度相對較低，而鐵鎳等材料的退火溫度較高。這使得繞組絕緣材料的耐溫性能成為制約因素。因此，一體成型電感行業(yè)未來如何研發(fā)出耐溫等級更高的繞組絕緣材料，以匹配高溫退火工藝的需求，將成為亟待解決的難題。

田村：1、這里重要說明以下幾大參數(shù)：

2、哪種磁性材料會成為一體成型電感的主流選擇

（1） 鐵氧體（Mn-Zn），逐步退出高頻市場

優(yōu)勢：初始磁導率高（μi=2000~15000），成本低 。

瓶頸：截止頻率fr僅2-3MHz（@3MHz損耗>100mW/cm3）。

典型應用：<3MHz的消費電子電源，逐步被替代 。

（2）結(jié)構(gòu)創(chuàng)新晉升MHz應用新銳

A.金屬合金粉（鐵硅鋁/Sendust），中頻段主力

技術(shù)升級：通過氣流分級將粉末D50從50μm細化至10μm，渦流損耗降低60% 。

表面磷酸鹽+硅烷雙重包覆，絕緣電阻>100MΩ·cm ；

參數(shù)表現(xiàn)：μi=60~120，Bs=1.0~1.2T，fr=5~8MHz ；

代表型號：TDK CLF7045（5×5×4mm，DCR=0.8mΩ@10A）。

B.軟磁復合材料（SMC）MHz級新銳
結(jié)構(gòu)創(chuàng)新：鐵硅顆粒（D50=20μm）表面ALD沉積2nm Al?O?層，擊穿場強>30kV/mm；
3D打印梯度磁導率設計（芯部μ=300，邊緣μ=100）。
性能優(yōu)勢：渦流損耗僅為鐵硅鋁的1/4@5MHz；飽和電流密度>80A/mm2（傳統(tǒng)方案<50A/mm2）
應用案例：Vishay IHSR-4020在3MHz/20A下效率達96% 。

（3）納米晶材料：高頻終極方案

工藝突破：快淬工藝制備20μm厚Fe-Si-B-Nb帶材，晶粒尺寸<30nm ，橫向磁場退火（橫向場強100Oe）提升直流偏置能力30% 。

關(guān)鍵參數(shù)：μi=5×10?，Bs=1.25T，fr>10MHz ；損耗密度<20mW/cm3@10MHz（日立金屬FT-3K）。

瓶頸：帶材脆性導致繞制成型良率<70% 。

（4）材料體系創(chuàng)新

核殼結(jié)構(gòu)磁粉：Fe-Si@SiO?核殼顆粒（殼層厚度10-50nm）；渦流損耗降低至傳統(tǒng)鐵粉的1/5@10MHz

非晶/納米晶復合：交替堆疊Co基非晶（μi=10?）與Fe基納米晶（Bs=1.8T）層 ；實現(xiàn)μ×Bs積突破1×10? T·H/m

勝美達：隨著技術(shù)向高頻化邁進，當前頻率已攀升至MHz量級，這要求一體成型電感在選材上具備更高的電阻率、更低的損耗以及更高的飽和磁感應強度。高頻應用下，磁性材料需在保持良好磁性能的同時，有效降低渦流損耗，以適應高頻工作環(huán)境。

在此背景下，合金粉末仍將是主流選擇，但會通過添加羰基粉和非晶納米晶材料來優(yōu)化性能。例如，非晶納米晶材料因其低損耗特性，可有效提高電感產(chǎn)品的效率。此外，銅鐵共燒工藝通過高溫燒結(jié)（約七八百度），進一步提升了材料的穩(wěn)定性和性能，使其成為高頻一體成型電感的重要發(fā)展方向。

銘普：隨著服務器電源模塊開關(guān)頻率從kHz級（如300kHz） 提升至MHz級（如2MHz以上），磁性材料需滿足以下關(guān)鍵性能：

MHz級高頻下磁芯損耗不超300mW/cm3，而傳統(tǒng)金屬分芯損耗可達1000+mW/cm3，顯然還有很大的提升空間的；5MHz頻段內(nèi)磁導率波動率需進一步提高，保障更高電感值一致性；還需要需承受最高達200℃的極端溫度，并確保磁損增幅在可控范圍。

非晶/納米晶材料以其優(yōu)異的損耗性能，和較好的直流偏置特性，將成為未來服務器用一體成型電感的首選材料，但其硬度高和脆性大，不易成型的問題亟需解決，或與鐵基金屬磁粉復合，兼顧低損耗、高偏置和易成型等性能，才能讓一體成型電感在高頻應用領域成為主流選擇。

星特：一體成型電感的主流磁性材料選擇主要包括以下幾種類型：

1. 金屬軟磁粉芯

金屬軟磁粉芯是當前一體成型電感的主流選擇之一。常見的金屬軟磁粉包括羰基鐵粉和合金粉（如FeSiCr合金粉料）。這些材料具有以下優(yōu)勢：

? 高飽和磁通密度：相比傳統(tǒng)的鐵氧體材料，金屬軟磁粉芯的飽和磁通密度更高，能夠在大電流條件下保持良好的性能。

? 低損耗：在高頻應用中，金屬軟磁粉芯的損耗更低，適合高功率密度的應用場景。

? 小型化和高性能：金屬軟磁粉芯制成的一體成型電感體積小，同時保持了低直流電阻（Rdc）和高電流承載能力。

2. 鐵基合金磁性材料

鐵基合金磁性材料也是重要的選擇之一。例如，TDK的SPM系列功率電感器采用鐵基合金磁性材料，具有大電流、低Rdc、小型化和優(yōu)異的直流重疊特性。這種材料的特點包括：

? 高居里溫度：性能受環(huán)境溫度變化影響較小，適合在較寬的工作溫度范圍內(nèi)使用。

? 良好的機械強度和屏蔽效果：通過一體成型工藝，鐵基合金磁性材料能夠提供高機械強度，并有效降低電磁干擾（EMI）

風華高科：隨著半導體技術(shù)的發(fā)展，開關(guān)電源電路的工作頻率由百KHz發(fā)展到MHz的量級,一體成型電感的材料要應對MHz量級下的損耗過大問題，如何降低高頻低損耗、提高磁導率、提升高飽和特性等技術(shù)難點是核心。軟磁材料分為非金屬（如鐵氧體）材料及金屬（如鐵、鐵硅）材料，金屬軟磁材料比鐵氧體非金屬材料具有更高的磁飽和優(yōu)點，但金屬軟磁材料在高頻下存在損耗過高的不足。為解決這些問題，在目前技術(shù)迭代中，對金屬軟磁材料進行物理改性、多元粉配方設計是一體成型電感材料的一個趨勢。

服務器一體成型電感 供圖：風華高科

Q：一體成型電感的工藝演進方向是什么？

田村：

（1）成型工藝升級

等靜壓成型： 200MPa壓力下粉末密度>7.6g/cm3（傳統(tǒng)模壓僅7.0g/cm3）； 磁導率一致性提升至±3%（傳統(tǒng)±10%）；

磁場取向成型：施加1T外磁場使磁粉定向排列，μ值提升40% 。

（2）散熱結(jié)構(gòu)設計

嵌入式熱管：在電感內(nèi)部集成0.6mm直徑熱管，熱阻降低至3℃/W 。

（3）碳化硅填充樹脂

樹脂熱導率從1.2W/m·K提升至3.0W/m·K 。

（4）增材制造（AM）技術(shù)

增材制造（AM）技術(shù)：通過激光選區(qū)熔化（SLM）工藝，成功 3D 打印出孔隙率從 20% 漸變至 5% 的鐵氧體梯度結(jié)構(gòu)，經(jīng)實測，其初始磁導率（μi）顯著提升 40%。

（5）半固態(tài)成型工藝

開發(fā)磁場輔助注塑成型（MAIM），在注射過程中施加1T強磁場定向排列磁粉，縮短生產(chǎn)周期30%。

（6）在線監(jiān)測系統(tǒng)

集成X射線斷層掃描（CT），實時檢測電感內(nèi)部缺陷（空洞率<0.1%），良品率從82%提升至95%。

星特：銅鐵共燒工藝作為一種新興技術(shù)，是未來的發(fā)展趨勢。該工藝通過取代傳統(tǒng)線圈與焊接片的連接方式，避免了短路風險，提高了一體成型電感性能和可靠性。然而，目前市場上能夠掌握銅鐵共燒工藝的企業(yè)較少。其大規(guī)模應用需結(jié)合客戶需求，若客戶群體對該工藝的需求不足，企業(yè)單方面投入可能面臨市場風險。因此，銅鐵共燒工藝的推廣仍需根據(jù)客戶需求靈活調(diào)整。未來，隨著市場需求的增長，銅鐵共燒工藝的應用范圍有望進一步擴大，其市場規(guī)模也可能超過傳統(tǒng)一體成型電感。

三、服務器一體成型電感對設備的要求

隨著服務器對一體成型電感性能要求的不斷提高，生產(chǎn)設備也需要具備更高的自動化水平、精度和可靠性。因此，對生產(chǎn)設備的要求也日益嚴格，這不僅涉及到設備的技術(shù)參數(shù)，還包括其在生產(chǎn)過程中的穩(wěn)定性、靈活性以及對復雜工藝的適應能力。

Q：服務器一體成型電感，它對于設備的要求主要體現(xiàn)在哪些方面呢？

星特：首先，設備需要從單機作業(yè)向自動化連線轉(zhuǎn)變，以滿足服務器一體成型電感對產(chǎn)品性能不斷提升的需求。以往，服務器一體成型電感的生產(chǎn)可能依賴人工操作，如人工打扁等工序，但如今，自動化設備的應用已逐漸普及。繞線機從單軸機、雙軸機發(fā)展到八軸機，進而形成了自動連線，這一過程顯著提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品一致性。

其次，設備的穩(wěn)定性至關(guān)重要。穩(wěn)定的設備能夠有效替代手工操作，減少人為因素對產(chǎn)品質(zhì)量的影響。同時，借助設備的視覺異型監(jiān)測功能，甚至引入AI視覺技術(shù)，可以進一步提升檢測精度，彌補人工檢測的不足，確保產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。

最后，從單機到自動連線的過渡是行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。通過實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，整條生產(chǎn)線能夠高效運轉(zhuǎn)，徹底解決傳統(tǒng)人工操作模式的局限性，滿足服務器一體成型電感行業(yè)對高效率、高質(zhì)量生產(chǎn)的要求。

Q：星特能否實現(xiàn)服務器一體成型電感設備的量產(chǎn)？

星特：國內(nèi)企業(yè)如順絡電子、麥捷科技、風華高科等均已大規(guī)模投產(chǎn)，臺灣地區(qū)的乾坤公司也是如此。目前星特已具備相關(guān)設備并已實現(xiàn)量產(chǎn)，擁有從冷壓、繞線到一體成型以及后端測試封裝的完整設備，能夠為客戶提供全流程解決方案。

這種全流程解決方案可滿足最小至02系列電感的生產(chǎn)需求，甚至能夠?qū)崿F(xiàn)更小規(guī)格產(chǎn)品的制造。隨著市場需求的不斷變化，產(chǎn)品迭代更新至關(guān)重要。

目前，國內(nèi)一體成型電感行業(yè)正處于產(chǎn)品迭代升級的關(guān)鍵階段，正致力于從20系產(chǎn)品向10系產(chǎn)品邁進。其中，1412和1608型號有望成為未來市場的主流產(chǎn)品。以手機為例，三折屏的出現(xiàn)對產(chǎn)品小型化、薄型化提出了更高要求，而電感的尺寸與厚度直接影響產(chǎn)品整體性能。通過優(yōu)化電感設計，能夠在縮小尺寸的同時，維持甚至提升其性能與感流，從而推動產(chǎn)品向更小、更薄的方向發(fā)展。

結(jié)語

服務器一體成型電感的技術(shù)升級和生產(chǎn)設備的優(yōu)化是推動服務器行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素。隨著高頻化、小型化和高效率需求的不斷增長，材料創(chuàng)新、工藝改進以及設備升級將成為未來發(fā)展的重點方向。行業(yè)從業(yè)者需要緊跟技術(shù)前沿，不斷探索和實踐，以滿足市場對高性能服務器一體成型電感的迫切需求。我們期待通過本文的探討，能夠為相關(guān)領域的研究和實踐提供有益的參考，共同推動服務器一體成型電感技術(shù)的進步與發(fā)展。

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審核編輯 黃宇