新冠肺炎疫情發生后,對服務器市場的需求也發生了改變,《磁性元件與電源》記者近日就服務器最新發展情況和困惑,采訪了產業鏈相關從業者,究竟哪些磁性元件在云經濟下的服務器,有更大的發揮空間,疫情下,它們在服務器市場的前景又該走向何方?
近年來,隨著移動互聯網企業的蓬勃發展,特別是電競平臺、電商平臺、短視頻平臺、直播平臺以及社交網絡平臺的不斷涌現,激發了對云計算、云存儲的需求,服務器的需求體量也隨之陡增。
在這背景下,一些深耕服務器市場的磁性元件和軟磁材料近幾年在該市場的增量也愈發明顯。新冠肺炎疫情發生后,對服務器市場的需求也發生了改變,《磁性元件與電源》記者近日就服務器最新發展情況和困惑,采訪了產業鏈相關從業者。
云經濟下服務器新面貌
近年來,國家鼓勵 5G、工業互聯網發展,鼓勵在制造業中運用新一代信息技術,讓工業生產擁有信息化語言。
5G 網絡的建設,是當前網絡轉型的良好契機和驅動力,新一代通信技術的到來,信息量更加呈爆發性增長勢頭,本就極大的帶動了數據中心建設和服務器用量需求。
基于 5G 網絡更多邊緣業務的開展將對服務器的性能提出更高要求。對于未來的 5G,網絡 IT 化后采用通用服務器平臺,一定要保證性能的一致性,比如高帶寬、低時延、穩定性的要求是比較關鍵的。
國際數據公司(IDC)數據顯示,2019 年全球服務器出貨量為 1175 萬臺,同比輕微下降 0.79%。其中,2019 年第四季度全球服務器市場增長旺盛,出貨量為 340 萬臺,抵消了前三個季度的部分下滑態勢。
數據顯示,相比于 2018 年同期,2019 年第四季度全球服務器營收增加了 7.5%,達到 254 億美元的規模。
2019 第四季度來自 x86 服務器的營收增加了 6.3%,達到 224 億美元;來自非 x86 服務器的營收增加了 17.7%,接近 30 億美元。總的來說,服務器市場仍然是以 x86 服務器為最主流的產品。
2020 年第一季度,新冠肺炎疫情不僅重創全球經濟,也對中國整體 IT 市場乃至服務器市場造成了一定的沖擊,全球服務器市場同樣面臨嚴峻挑戰。
根據 IDC 的數據,2020 年第一季度,全球服務器市場收入同比下降 6.0%,降至 186 億美元。第一季度,全球服務器出貨量同比下降 0.2%,降至 260 萬臺。
在服務器類別方面,批量服務器收入下降 2.1%,降至 151 億美元;中端服務器收入下降 23.0%,降至 26 億美元以下;高端系統下降 9.1%,降至 10 億美元以下。
IDC 認為,隨著新冠肺炎疫情在中國得到有效控制,疫情對 2020 年服務器市場的影響主要集中在第一季度,第二季度將逐步恢復,預計在下半年一些延遲的需求將被釋放并彌補上半年市場需求的下滑。
目前,國內服務器生產的供應鏈已基本不存在春節假期后的缺貨少貨現象,但從需求端來看,一些零售、交通、制造、能源等傳統行業用戶的需求存在延遲或縮減。
與此同時,在疫情影響下,在線直播、視頻會議人數呈現爆發式增長,帶來的在線教育、企業溝通、在線醫療、游戲等互聯網和公有云業務數據流量的持續增長,“云經濟”越發受到重視,數據中心及服務器產業鏈也越發受到重視。
現如今,全球防疫已經進入常態化,科學防疫也需“科技抗疫”,分析病毒結構、信息防疫等等這些工作都離不開云計算、大數據、AI 等新一代信息技術,更離不開服務器的支撐。以服務器支撐的大數據、計算力已然成為社會必不可少的基礎設施,服務器也成為國民經濟的重要產業之一。
深圳市麥格米特電氣技術有限公司銷售部經理劉林群認為,隨著 5G 的到來,數據暴漲,服務器也需求迭代和新增。“服務器一定會煥發新的生機,目前我看到的趨勢是,服務器呈現集成化,集中管理趨勢。”
順絡電子在今年最新的半年財報在提到,隨著云計算業務對服務器需求量不斷增長,拉動下游電子元件需求,服務器業務對電子元件需求量巨大,電感類、微波器件、變壓器等相關產品隨著市場應用的持續拓展、產品系列不斷創新,這些產品有望在未來市場上獲得更多發展的機遇。
集邦咨詢半導體研究中心資深分析師劉家豪指出,隨著 5G 開始商轉,無論是電信業者還是網絡服務提供者,對于服務器的需求都將會逐漸提升,預期 2020 年服務器出貨將會達到高峰。
未來,隨著“互聯網+”的不斷深入,萬物互聯的潮流下,政府智慧公安、信息中心等項目的建設也將成為中國服務器產業的一大推動力。
“服務器這個市場,我認為未來會蠻大的”,劉林群談到,服務器發展很久了,未來仍將有諸多新的增長點。
IDC 預計,2020 年中國 X86 服務器市場出貨量將增長 2.9%。隨著疫情結束后市場需求回暖以及國家將加快 5G、大數據中心、工業互聯網、人工智能等七大領域新型基礎設施的建設進度,中國 X86 服務器市場未來幾年需求仍然會比較旺盛,年復合增長率將達到 9.1%左右。
數據中心建設潮繼續推動服務器需求
目前國產的服務器廠商主要有浪潮、聯想、華為、新華三、中科曙光,此外華勤、聯寶、英業達、緯創、長城電腦等廠商也承接了許多國產服務器的生產業務。
對于服務器廠商來說,大批量的企業級服務器才是他們最為重要的目標市場。
實際上市場對于服務器的需求,更多的也是企業級需求,且價格相比消費級是無法比擬的,深圳華德電子有限公司工程部經理曾彬說,“對于消費類產品而言,上游廠家價格被壓得很死,很難看到利潤,而相對于工業類產品來說,在成本方面較為寬松。”
數據中心能耗預測(全球)來源:日本經濟產業省 Green IT Promotion Council
近年來,公有云、私有云的市場快速增長,大數據中心大量建設。大數據中心也是服務器最為集中使用的場合之一,“新基建”把大數據中心納入發展范疇,進一步刺激了服務器在大數據中心的需求。從基礎設施層面來,大規模數據中心建設強調集中化,一旦面向邊緣側,數據中心建設會相對分散,建設成本會很高。每個大型數據中心有數萬臺甚至更多服務器。
思科預測,到 2020 年超大規模數據中心數量將從 2016 年的 300 個的基礎上增長到 485 個,加之超大規模數據中心將在未來占到全部數據中心服務器安裝量的 47%,因此超大數據中心未來將繼續推動服務器市場。
據中商產業研究院數據顯示,2018 年全球服務器出貨量將達 1080 萬臺。預測 2022 年全球服務器出貨量達 1310 萬臺。
作為全國首個國家大數據綜合試驗區,貴州大數據產業發展起步較早,“新基建”的提出使貴州數據產業迎來新的發展機遇。
貴州省貴安新區經濟發展局黨組成員、大數據辦副主任汪軍介紹,以貴安新區為例,大數據產業的發展將帶動上下游產業的發展。“僅服務器一項,就有上千億元的市場。”汪軍算了一筆賬,目前貴安新區在建的數據中心投運后,貴安新區的服務器將達到 360 萬臺,平均每臺服務器的售價為 5 萬元,帶動效應非常明顯。
貴安新區大數據辦工作人員胡志杰介紹,目前,貴安新區大數據中心正在穩步建設中,華為、蘋果、騰訊等數據中心將原按計劃建成投產。
服務器電源被要求更數字化、智能化
在大數據中心等大型設備聚集場所,服務器并非如消費級那樣像電腦主機般輕便,它還需搭載更多輔助模組,如服務器電源,它主要應用于服務器、存儲器等設備。
數據中心固定資產的投入是服務器電源市場的主要推動力,其市場發展前景可直接反映出服務器電源市場的供求狀況及變動趨勢。
據立木信息咨詢發布的《中國服務器電源市場現狀與投資前景預測報告(2019 版)》顯示,在服務器電源領域,市場份額主要由臺達、光寶、艾默生、中國長城等企業長期占據。
美磁軟磁產品供應服務器及其電源已有多年,該公司大中華區總監馬征說,“這幾年服務器電源求量增長得很快,尤其是從去年下半年到今年上半年。”
在整體行業綠色節能發展背景下,高密度場景應用需求、能耗、資源整合等多方面的挑戰給當前的數據中心產業提出更高的要求,因此在市場需求推動下,服務器電源被要求更加節能環保,更加催生對數字化、智能化服務器電源的需求。
現階段,隨著“AI+5G”時代的到來,服務器的需求也愈發呈現抖升態勢,帶動服務器電源、磁性元件等產業鏈在該領域找到發展的突破口。
今年年初,雅特生科技在開放計算峰會上宣布推出全新的 CRPS 服務器電源系列,該系列電源,提供了 550W 至 2400W 等不同功率以供選擇,不同型號各有不同的額定功率,讓生產計算系統、網絡配件和存儲系統等基礎結構設備的廠商可以因應不同需要。
深圳市航嘉馳援電氣股份有限公司變壓器事業部第一負責人朱喬生告訴記者,“我們服務器電源已經做得相對比較成熟,主要聚焦在通訊、安防等領域,聯想、大疆、海康安防等企業都普遍用到了航嘉服務器電源產品。”
劉林群說,麥格米特電氣也有一些電源產品專門供給電力、通信、醫療、數據中心等領域的服務器。
伊戈爾環形立繞功率電感器也普遍用于通訊電源、服務器電源等電源裝置,主要為 1KW—幾十 KW 的各種高頻開關電源設備。
解決功耗,從器件材料源頭抓
數據中心是專門用于維護和管理存儲大量數據的服務器的設施。隨著信息量的迅速增長,功耗和電力成本的增加已成為數據中心必須面對的嚴峻問題。
數據中心通常需要大量高速通信環境、高級安全保證、可靠的抗震設備和內部發電機,以及放置服務器的空間。要在這些條件下維持運行,功耗是一大挑戰。
數據中心的功耗主要來自 IT 設備,包括服務器和用于冷卻散熱的空調。這些設備運行產生的功耗預計會進一步增加。
雖然數據中心也在努力降低功耗,包括促進直流供電和提高整個中心的空調效率,但根本解決方案是減少服務器本身產生的熱量。
為此,需要提高電子電路的功率效率,為解決這個難題,一些磁性元件或磁性材料都從自家產品著手,從初始源頭降低功耗。
TDK 推出了可減少數據中心服務器發熱量的小型電源解決方案。他們于近期開發了一款小型直流 - 直流轉換器,采用 3D 封裝技術,將 IC 與 TDK 的電感器集成在一起并縮小了尺寸和高度。能夠以小尺寸實現超高電流密度,它可以靠近 IC 放置,避免因布線產生功耗,有助于防止服務器發熱。
提高服務器功率電感可靠性、實用性
自互聯網產業發展以來,服務器、服務器電源便是磁性元件和磁性材料廠商重點關注的市場之一,服務器和服務器電源中都使用了多個磁性元件,一些知名的磁性元件和磁性材料廠家也不斷根據市場需求,推出更符合當前服務器技術特性的產品。
順絡電子在上月發布的今年半年財報中提到,隨著云計算業務對服務器需求量不斷增長,一方面,電感類、微波器件、變壓器等相關產品有望在未來市場上獲得更多發展的機遇,但另一方面也對電子元件的可靠及高效提出更高要求。
目前,電子行業產品小型化已經成為一種發展趨勢,巨大的市場壓力及潛在需求促使了性能更佳、體積更少的終端元件快速出現,電路板上大功率終端元件的廣泛應用也增加了對更精細電感器的需求。
現有技術中,服務器電源供應的功率電感主要包括磁芯和線圈兩部分,其中兩個線圈端子的引出位置一般設置在磁芯側棱的中間位置,并分別連接有端電極,當磁芯體積縮小時,端電極也會對應縮小,由此便會帶來阻抗變大等問題。
而當前所面臨的主要問題在于,既要滿足不斷增加電流的需求,又要節省線路板的使用面積,意味著在電源供應設計有限的設計空間內,電感的體積、阻抗都要越來越小,以保證滿足越來越大的飽和電流需求。
此種設置方式的功率電感難以同時實現縮減尺寸和降低阻抗,導致飽和電流提升難度大,效果不好,可靠性低。
業內人士針對現有技術的不足,提供一種服務器功率電感配置方法,在保證了功率電感原有電氣性能的基礎上,通過將端電極的形狀及位置進行合理優化,可以有效縮減功率電感的整體尺寸和降低阻抗,同時增大的端電極面積,更有利于功率電感工作時的散熱,可進一步提升電感的溫升電流,從而提高功率電感的整體可靠性和實用性。
云計算下的電感器
云計算服務,是一種可以從另一個 Web 服務或軟件訪問的在線應用,使用的軟件和數據均存儲在服務器上。
事實上,互聯網生活下的人們,都已經在不經意間使用了云計算服務,它不僅僅基于單個服務器,還將多個服務器與云計算架構組件彼此互聯,提供了可以代替或補充 UPS 解決方案的托管和虛擬備份服務。
目前的云服務發展尚處于起步階段,正在蓄勢待發,將來可能成為一種主流技術,為我們帶來目前難以想象的全新應用。
深圳海光電子在云計算市場主要提供的產品類型為:高頻變壓器、高頻電感、互感器、功率電感,此外,海光電子還為服務器單板提供功率電感、大電流電感、一體成型電感。
近些年來,一體成型電感(Molding Choke)憑借其小型化、大功率化等多個技術特性,更是得到許多服務器廠商的垂青。鉑恩氏電子有限公司亞太區產品經理程榮說,鉑恩氏電子當前與服務器廠商的合作,主要也是提供一體成型電感。
與傳統電感比起來,安徽博微田村電氣有限公司一體成型電感負責人錢小龍博士認為,一體成型電感優勢主要體現在:一是大電流大功率,相同體積下通過的電流量很高,是傳統電感到 4-5 倍;二是 EMI 會比較好,電磁特性平穩。很多傳統電感的銅線都在外面,有很大的漏感,會干擾其他元器件。而一體成型電感,它的整個銅線是被包覆在材料里面,屬于全封閉結構,可有效降低電磁干擾。
此外,一體成型電感在高頻和高溫環境下仍保持優良的溫升電流及飽和電流特性、工作頻率覆蓋范圍廣。由于其良好的技術特性,一體成型電感的應用逐漸從電腦計算機、擴散到服務器、服務器電源產品。
近年來,勝美達多次推出新的電感器產品,這些產品的技術特性普遍適用于服務器。
勝美達表示,為了實現高電氣性能和高磁屏蔽性,CDMC 系列采用金屬復合材料和一體成型的結構。因此,這類產品具有低損耗,大電流的特點,適用于平板電腦、筆記本電腦、服務器。
深圳市航嘉馳源電氣股份有限公司產品中心經理肖遠志說,他們除了供應服務器電源產品,還成立了磁性元件性能檢測團隊,為尋求更優質的磁性元件保駕護航。
服務器下的網絡變壓器
由于服務器涉及傳輸網、交換網和接入網等數據傳輸方面的需求,經緯達科技總經理方正濤指出,在通信類型的服務器設備中,其中較為關鍵的磁性元件就是網絡變壓器。
他透露,長期以來,經緯達就與服務器重要廠商長城、浪潮,以及華為系廠商有密切合作,主要向他們供給網絡變壓器、電源變壓器等元器件產品。
網絡變壓器是計算機服務器之間雙向交流數據電壓信號鏈條中的一個環節。信號通過這個環節時,不可避免的會有一些衰減,插入損耗就是衡量信號衰減程度的一項指標。
對同一個網絡變壓器來講,它對信號衰減程度與信號的頻率有關。而網絡變壓器在這其中起到信號耦合,阻抗匹配,波形修復,信號雜波控制和高電壓隔離等作用。
在有線局域網中,服務器、路由器、計算機等設備之間采用雙絞線(UTP)聯接。由于連接電纜和雙絞線很長(可能達到數十米),直接將處在兩地的電子設備聯接會帶來很多問題。
為了保證網卡的集成電路芯片安全、減小外界 EMI 造成的誤碼和抑制計算機內部的電磁噪聲向空中發射能量,需要在網卡與 UTP 聯接處加一個網絡變壓器,才能更好解決上述問題。
目前,市面上的網絡變壓器種類繁多,主要有單口、雙口、多口、10/100BASE、1000BASE-TX 和 RJ45 接口集成型網絡隔離變壓器等。這些變壓器都普遍存在種類多,使用人力多,制程復雜等問題。
為解決這類問題,西北臺慶推出了 X’former 變壓器。它與傳統變壓器相比,X‘former 變壓器具有特性穩定、元件排列固定、網絡延遲低、EMI-RE 效果佳、抗雷擊能力佳,整體成本低等優點。
由于網絡設備需要更小型化、模塊化和高品質的安裝組件,網絡變壓器作為一個關鍵組件,其特性也有必要對應下一代以太網。銘普光磁董事長楊先進透露,從客戶的設計需求來看,5G 設備網絡變壓器的形態、樣式等各方面都發生了很大的改變。應對服務器技術要求,網絡變壓器需要進一步滿足高速對應、高可靠性需求。
而為解決傳統網絡變壓器手工良率低、交期不穩定、安全隱患多等問題,銘普光磁近年就加大了其新型的網絡變壓器——片式網絡變壓器的市場推廣工作。楊先進認為,片式網絡變壓器很好地解決了傳統技術所存在的問題,它在產品結構、工藝設計、原材料改進、生產自動化等方面有重大改進。
服務器成為部分軟磁廠商占比較重業務
7 月 25 日,橫店東磁發布今年半年度業績快報,快報顯示,今年上半年,該公司的營業總收入為 31.73 億元,同比增長 3.2%;凈利潤為 3.44 億元,同比增長 7%。
橫店東磁表示,他們軟磁產業板塊收入有所提升,主要得益于 5G、云計算、數據中心、高端消費電子等領域需求增加。據介紹,橫店東磁軟磁材料主要用于變壓器、PC 電源、無線充電模組、4G、5G 通信基站、路由器、服務器等領域。
美國磁性材料公司亞太區銷售總監馬征說,從服務器硬件發展歷程來看,服務器電源領域已然算是磁性材料行業較為傳統的市場。據他透露,“服務器電源占美磁比重還是比較大的,基本上我們很多小尺寸產品都有用于服務器。”
創瑞科技推出的 WSM 系列電感、伊頓推出的 DR 系列鼓形磁芯電感器,也都被應用于臺式機和服務器。
服務器是金剛磁業產品最重要的終端市場,他們非常重視在 5G、大數據中心等市場領域的材料開發和技術研發投入。
金剛磁業總經理劉關生表示,金剛磁業在成立之初,他們就重點聚焦在通訊、大數據中心、服務器市場,在 5G 的帶動下,他們更加看好這個市場的未來發展。2019 年,他們磁性材料在通訊市場、大電流電感這兩個細分方向的產能占據了 80%以上了。近年來,他們為解決下游服務器等終端市場的技術需求,不斷研發推出新的適合市場需求的新材料,并取得較為喜人的回報。
劉關生說:“我們重點在材料技術上進行了一系列突破,目前我們新推出的 JCP28、JCP38 材料在客戶端的反響非常不錯。”
據了解,金剛磁業 JCP28 材料是一款具有優良直流疊加性能的錳鋅軟磁鐵氧體材料,目前已經能夠達到行業一流的水平,采用 JCP28 材料制作的大電流功率電感器,可廣泛應用于基站收發臺(BTS)、服務器、電壓調節模組(VRM)等多個領域,目前,他們已與國內多家知名廠商就該產品建立了合作關系。