元宇宙持续火爆，三体电感紧跟其上

2023/3/23 9:53:48 人评论次

市场背景元宇宙（Metaverse）是人类运用数字技术构建的，由现实世界映射或超越现实世界，可与现实世界交互的虚拟世界，具备新型社会体系的数字生活空间。“元宇宙”本身并不是新技术，而是集成了一大批现有技术，包括5G、云计算、人工智能、虚拟现实、区块链、数字货币、…

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市场背景

元宇宙（Metaverse）是人类运用数字技术构建的，由现实世界映射或超越现实世界，可与现实世界交互的虚拟世界，具备新型社会体系的数字生活空间。“元宇宙”本身并不是新技术，而是集成了一大批现有技术，包括5G、云计算、人工智能、虚拟现实、区块链、数字货币、物联网、人机交互等。其中在元宇宙逐渐成熟的过程中，AR/VR技术将逐渐升级并且为元宇宙的到来打造坚实基地。随着“元宇宙”的发展，一些相关的技术、应用场景已经显现出“雏形”，例如：全球顶级AI学术会议之一的ACAI，将2020年的研讨会放在了任天堂的《动物森友会》上举行，第七届中国虚拟现实产学研大会(CVRVT 2021)以元宇宙会展形式在元宇宙空间召开。宝马集团利用Omniverse平台提供的虚拟工厂整合了一系列规划数据和应用，并实现了实时协作和无限制的兼容性，将生产规划效率提升了30%。

Omniverse使用户能够从多个不同的角度查看虚拟工厂

对于元宇宙的爆发IDC预测，2023年，全球AR和VR头显出货量将恢复增长态势。市场研究公司CCS Insight最新预测，2023年XR设备的出货量将增至1140万台。此外，该机构预测XR设备的销量将从2024年进一步增加，到2026年增长至6680万台。预计到2025年，AR设备将占XR设备的20%。

来源：国海证券分析报告

在CES 2023上，全球消费电子企业就AR/VR技术展开了激烈较量，争先展示最新技术产品。TCL除了发布多款Mini LED、8K印刷OLED等前沿显示技术新品外，TCL还对外发布TCL RayNeo X2 AR眼镜和TCL NXTWEAR V VR概念一体机。索尼推出了无障碍手柄Project Leonard。HTC VIVE也于1月6日在CES上亮相首款XR一体机。创维在本届CES上亮相了极致轻薄的VR一体机新品。除了VR外，部分中国企业则把AR作为元宇宙的硬件入口。比如雷鸟创新就在会展上发布了AR眼镜雷鸟X2，这款产品搭载高通骁龙XR2芯片平台，可为实现沉浸式英语学习、智能翻译、实时导航等功能。再加上苹果(AAPL.US)的正式入场，以及Meta、谷歌、微美全息等厂商接连入局，XR行业将是群雄逐鹿，也有望进一步推动元宇宙消费级产品的普及。

产品应用

在XR终端产品上，将不断升级其CPU和GPU处理能力，同时为了增强其续航，也将配备长续航的电池，以及配套的快充功能，为了轻便，必须使得产品小型化，对其产品的空间要求也将提出严苛挑战。

针对VR产品产品，整套产品分为几个部分，包括核心算力板的头显部分，肢体互动的手柄部分，以及将在下一代最新产品中，新加入的一部分（将于相关产品发布后，三体微届时补充相关应用说明）。

针对不同的单元，应用不同，头显部分的应用原理图如下：

Schematic

头显的CPU单元为ARM构架，如XR2和XR2 pro，PMIC给CPU和GPU部分的供电，以SKFB Series Mini Molding Power Inductor为主，尺寸集中在1412，2012，2016为主，应用集中，由于CPU和GPU对Transient要求非常高，PMIC的Frequency较高，对电感要追求高频低损，Rs要小来降低交流损耗，提高效率以及降低发热；在快充与接口供电处，将根据选配的电池组，单节/双节，选用不同的Power Solution，根据其Frequency，优化针对的负载点，选取最高效的感值；以SCCH/SCCB Series Molding Power Inductor为主，SCCH为高频低损大一体系列，如Power Solution的Frequency较高，或采用5V升压构架的双Cells电池组，Duty较高，可以发挥出SCCH最佳的特性，SCCB为高性价比通用大一体功率电感系列；在Backlight部分，需要支持瞬间高亮，输出非常高的功率，需要超大功率密度的电路，即对电感需要超大电流，同时需要支持高感值，主要以SCHH Sereis Molding Power Indcutor，其采用热压工艺，高磁粉密度结合Ultra low Rs的强强组合，在此处应用恰到好处。

针对手柄部分的应用原理图如下：

Schematic

手柄的CPU单元为ARM构架，与头显部分同样的构架，对Power Inductor同样非常注重Rs，即以SKFB Series Mini Molding Power Inductor为主，尺寸集中在1412，2012，2016为主；手柄自身配备电池，部分设备支持无线充与有线充，电池组以单节锂电池为主，根据头显部分的续航，手柄主要功能是强大的陀螺仪算法，通过蓝牙或Wifi的通讯制式给到头显，单节锂电池足够覆盖其续航应用，单Cell的Fast Charger均以低压制成的Power Solution，其Frequenc基本以超过1.5Mhz，甚至高的超过3Mhz，同样对Rs要求较高，降低功率电感交流损耗，以SKFB Series Mini Molding Power Inductor，尺寸基本集中在2520为主。

应用特点

在以上，多处应用，有提到一个重要参数，Rs，什么是Rs，其有多重要？答案是：“非常重要，并且越来越重要”，目前在个别全球头部供应商中，以开始注重其应用价值。那么什么是Rs，为什么很重要并且越来越重要呢？

在功率电感搭配Power Solution的工作时（以Buck拓扑举例，其他拓扑同理），其电感的实际电流状态有充电与放电，由于电感流经的电流不能突变，其充电与放电的电流，均已线性增长和减少，如下图：

而连续的三角波有两部分组成，由直流偏置与交流偏置共同组成，直流部分的直流偏置将产生直流损耗，交流部分的交流偏置同样会产生交流损耗，交流纹波的占比与电感的基础感值，以及饱和电流有关，感值大，纹波小，感值小，则纹波大，交流成分占比更高，在重载时，电感感值会磁衰，感值会下降，同理，其纹波占比会更大，交流损耗的占比也会上升。

直流损耗的计算方式比较直观，由电感的直流阻抗，乘以平均电流的平方，而交流损耗的阻抗呢？即以上提到的Rs，电感的Rs，由于随频率变化，趋肤效应使得频率越高，Rs的衰减越大，故，对应于多少应用频率，Rs的基数如果越小，乘机将会越小，其交流损耗也会越小，在半导体产品中，开关频率未来的趋势会越来越高，来缩小终端产品的体积，故对于电感来说，Rs的重要性在越来越重要。

以上应用举例还只是CCM，如果是DCM，BCM，甚至轻载强制CCM，我们会发现交流成分的占比，将达到100%，甚至超过100%。

在三体微与Meta的技术交流过程中，以卓越的Rs表现，表现出更高的效率，与更低的温升（功率电感与效率相关的还有另外两个因素，但Rs往往被大部分人忽略）。三体微自主研发的高频低损的高性能系列功率电感，产品特性对标国际一线品牌，已应用于智能手机，笔电，智能穿戴，手机通讯壳，通讯模块，无线充，氮化镓适配器等等领域。

更多详细终端应用资料，请关注三体微信公众号，或咨询市场部：zhaowenqing@scientic.cn

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