工業智能化轉型駛入快車道：哪些細分領域“錢”景可期？

隨著5G時代正式開啟，萬物智聯進程加快，未來兩到三年，在5G、AI等新興技術的加持下，工業電子領域將迎來大爆發。

在這其中，哪些領域會在工業電子技術浪潮下蓬勃發展，又有哪些代表性企業能抓住這一不可多得的歷史機遇，為工業電子的發展貢獻一份力量呢？本文中，篩選了工業電子發展浪潮下的電源、半導體、存儲等幾大細分領域進行分析，并采訪了多家代表性廠商，將眾多觀點分享給各位讀者。

工業智能化轉型駛入快車道

近期，工信部公布了2022年上半年電子信息制造業數據，數據顯示就規模以上的電子信息制造業增加值同比上一年增長了10.2%，超過了工業的3.4%和高技術制造業的9.6%。在6月份，規模以上的電子信息制造業增長11%，較5月份高了3.7%。

電子元器件是現代電子工業的基礎，幾乎涉及到國民經濟各個工業部門和社會生活各個方面，下游應用領域十分廣泛，近年來，市場規模增長顯著。數據顯示，我國電子元器件市場規模由2017年的18310億元增長至2021的22095億元，復合年均增長率為4．8％，預計2023年將達23769億元。

研究機構QYResearch統計顯示，2021年全球工業芯片市場銷售額達到了566．5億美元，預計2028年將達到902億美元，年復合增長率（CAGR）為7．1％（2022－2028）。作為世界第一工業大國，我國工業體系中已經聚集了大規模的海量數據，為數據資源的精準識別、深度挖掘、系統集成、綜合運用提供了豐富的應用場景，牽引著我國工業智能化轉型駛入快車道。

當然，工業電子市場龐大，產品技術門類眾多，除了上文所提及的工業電源、傳感、存儲等領域以外，工業芯片還在工業互聯、工業計算等基礎問題和執行問題方面起著重要作用。


工業“心臟”：模塊化電源備受重視

模塊化電源一直以來都是工業設備的“心臟”，無論是工控、電力、醫療、軌道交通、通訊等領域都需要電源。而科技現在更新換代的頻率非常快，很多新興的行業發展也是非常迅猛，對于模塊化電源的需求量就越來越大。

當前工業電源發展最注重的就是可靠性，絕大多數模塊電源擁有高功率密度，可以不斷提升轉換的效率。要知道，電源模塊的可靠性不僅要保證各項性能指標的優化，還要保證電源模塊的生產環境干凈有序，有良好的靜電保護措施，有適當的溫濕度。只有在這樣的條件下生產的電源模塊才能真正被稱為高可靠性的電源產品。

其次，模塊化電源的集成度越來越高，逐漸走向智能化，通過數字信號控制技術，逐漸形成和外界的數字化通訊進行接口，使得內外界數字化通訊會更加方便。

模塊化電源發展不僅限于可靠性、智能化等方面，在面對復雜化，小型化，大電流的電源應用需求時，電源廠商又會提供什么樣的解決方案呢？安森美中國區現場應用工程總監吳志民說，安森美針對小型化、大功率電源能提供包括：維也納功率集成模塊提供大功率的功率因數校正、各種SiC MOSFET半橋PIM，以及行業首款混合信號圖騰柱PFC控制器在內的各種解決方案。

當然，不止是工業領域，模塊化電源也隨著新能源汽車、光伏等行業的火爆越來越受重視。

吳志民表示，比如在電動汽車超級快充充電樁領域，為了縮短電動汽車的充電時間，高速公路上安裝了越來越多的電動汽車超級快充充電樁。這些電動汽車充電樁由許多電源單元并聯而成，每單元的功率都在逐年增加。最新的設計可以達到60KW，安森美的NXH006P120MNF2PTG半橋SiC模塊可以幫助客戶簡化設計，提高效率；其次是儲能系統，隨著最近能源危機日益嚴峻和能源成本升高，市場正在加速采用儲能系統。安森美是最早為儲能市場推出專用PIM的供應商之一，比如安森美的NXH400N100L4Q2F2SG就是專為電力公司的ESS設計，可以提供高達200KW的功率。

吳志民還表示，第三代半導體技術的爆發也給電源行業帶來諸多發展機會，為了實現高效率、高功率的應用，設計工程師必須提高母線電壓，電動汽車正從400V電池轉向800V電池，1500V母線電壓在太陽能應用中相當流行。SiC是最適合制造高擊穿電壓器件的半導體材料。安森美在SiC制造方面進行了大量投資，從襯底、晶圓加工到封裝，以應對爆發式增長。從行業發展來看，當前電動汽車和可再生能源市場在蓬勃發展，安森美為電動汽車客戶提供IGBT和SiC MOSFET主驅模塊，同時也是光伏和儲能市場的主要功率半導體廠商，能提供陣容廣泛的分立IGBT和SiC MOSFET以及PIM，適用于從10 kW以下到300 kW以上的光伏／儲能應用。

總而言之，隨著中國信息化建設的不斷深入，以及物聯網、AI、5G的快速發展，有力的拉動電源行業的發展，使其在一些工業電子領域呈現出巨大的發展潛力。


GaN半導體器件：塑造電子的未來格局

GaN半導體器件用于增長消費電子產品的市場潛力 。

多年來，硅基半導體（如硅功率MOSFET）在功率轉換應用中一直占據著至高無上的地位。許多硅功率器件制造商已經擴大了他們的產品線。然而，在過去的幾年里，這些參與者在電力電子領域的獨特能力逐漸消退，開啟了GaN半導體器件市場產品開發的新時代。

對GaN半導體器件的需求已經蓬勃發展，以滿足多個行業中不斷擴大的電力電子應用。研發很早就開始了——也許是從過去十年開始的。

產品開發勢頭積極，基于這些寬帶隙半導體器件的高性能、低成本開發、高功率密度和能效的領域。有趣的是，盡管被視為硅基技術的飛躍技術，但它們的成本較低，這是因為可以使用與硅半導體相同的程序制造這些技術。

隨著技術的不斷進步，生產成本只會進一步降低，從而刺激GaN半導體器件市場中新型器件的商業化步伐。基于GaN半導體的電力電子器件除了在功率轉換中的大量使用外，還在RF和模擬應用中取得了前所未有的滲透。

不斷有新進入者進入GaN半導體器件的豐富機會。他們不斷增加功能，特別是在GaN晶體管方面，并使價格具有競爭力，以獲得GaN半導體器件市場的更高份額。


傳感器：工業設備之眼

傳感器可以說是工業設備的“眼睛”，工業生產中各種環節都非常需要傳感器，主要是用于生產環節的監控，工業傳感器可以有效采集各個生產環節數據，并及時反饋給控制中心，以便對異常環節進行干預處理，以保證工業生產的正常進行。

隨著新一代信息技術的高速發展，以3C制造行業為首的勞動密集型產業，受到人口紅利消失、技術迭代更新等因素的影響，各行業的自動化程度越來越高，自動化設備、工業機器人對于傳感器的需求也在大量增長，促使著傳感器朝著高端化、智能化發展。另一方面，工業環境中應用傳感器的細分場景極多，尤其是在極端工況條件下，傳感器需要抵抗震動、粉塵、高溫、腐蝕等惡劣影響，這就要求現代傳感器需同時具備高穩定性和高可靠性。

公開數據顯示，中國市場上的高端傳感器進口占比達85％，國產化率非常低。主要原因在于兩點，一是國內傳感器廠商基礎積累比較薄弱；二是傳感器產品的研發極度依賴“經濟成本”與“時間成本”。除此之外，還要重點保證核心技術的自主可控。

海伯森技術（深圳）有限公司CEO王國安博士曾在接受采訪時表示：“以一臺自動化檢測設備為例，其中的外殼、平臺、電機驅動等模塊都是很常規的部分，真正實現這臺設備進行高精度檢測等功能，其核心還是在于工業傳感器，”他表示，“高端工業傳感器在當前工業設備中扮演著核心零部件的角色，這也是為什么過去談傳統傳感器而如今都在談智能化傳感器的原因，就是因為基于工業級場景下，它豐富了精度、傳輸、算法等更加細化的功能。”

目前國內工業企業和工廠越來越重視智能化轉型，紛紛把傳感技術、物聯網技術、AI技術引入工業生產中，利用獨特的數據采集等優勢，打造高度生產自動化。

未來，傳感器在中國的工業生產中將起到巨大的促進作用，以此推斷，傳感器在未來的工業自動化智能化生產中將具有廣闊的技術前景和市場前景。


工業存儲：直面復雜工況挑戰

一個完整且快速發展的智慧工廠的成功，歸功于高質量的數據管理，不僅要在系統之間進行處理和溝通，還要提高性能，耐用性，安全性和可靠性。

然而在過去，工廠的計算機很少，組件也很少，因此累積的故障風險相對較低。今天，智慧工廠要求生態系統完全由嵌入式計算機運行。由于存在大量組件，ICT 和 AT 具有明顯更高的累積失敗風險。由于工廠依賴性隨著每個添加的組件而增長，并且任何故障組件都可能觸發系統故障或工廠停工，未來的工廠需要強大的系統架構，不會影響對電源故障的控制，這些解決方案的質量取決于嵌入系統的存儲質量。

當然，工業存儲所面臨的挑戰也不在少數，深圳市江波龍電子股份有限公司工業存儲事業部高級市場經理張淼說，工業設備所處環境十分復雜，面臨著包括高低溫變化、復雜電磁環境干擾、物理沖擊振動、高低電壓工作環境、維持長期穩定運行等問題。江波龍也基于此推出了工業存儲產品FORESEE工規級存儲卡產品，可以有效應對高低溫工作環境變化等問題。

除了穩定性、可靠性、耐用性以外，工業存儲產品也需要更快的讀寫速度，或者更小的尺寸，更低的成本與功耗。但由于存在瓶頸，目前下一代的存儲產品生產良品率不高，難以實現規模化量產成為市場現象。目前在中國市場，進口產品占30％，如此龐大的市場份額，也引來越來越多存儲廠商相繼布局于此。