當前，服務器電源開關頻率已經(jīng)向MHz級別邁進。而英偉達在發(fā)布800V HVDC架構時更是預計2027年的Kyber機架將到達兆瓦級。

在高頻、大功率背景下，服務器電源高頻工況下的損耗控制成為提升整機效率與可靠性的關鍵挑戰(zhàn)。集膚效應和鄰近效應加劇，顯著增加了交流電阻（ACR），直接影響服務器電源效率和溫升。

因此，為滿足服務器電源功率提升需求并減小體積，服務器電源高頻化成為必然選擇，這也對磁性元器件和線材的性能提出了更嚴苛的要求。

01服務器電源頻率高至 3MHz，對線材提出三大技術要求

目前，服務器電源的開關頻率一般在 200kHz到1MHz 之間。理想情況下，服務器電源的頻率應達到 300kHz以上。隨著第三代半導體材料（如氮化鎵）的應用，服務器電源的頻率有望進一步提高，部分高頻材料的應用頻率甚至可以達到 3MHz。

服務器電源頻率提高后，對磁性元器件來說，為了降低體積，但損耗也會上升。

為降低服務器電源損耗，可從電感變壓器設計、磁芯材料選擇、線材選型等多個技術維度展開優(yōu)化。以線材為例，降低損耗需滿足以下技術要求：

一是集膚效應控制：頻率越高，集膚效應越顯著，需針對性設計線材結構以減少電流集中導致的損耗；

二是絕緣材質選型：低損耗絕緣材質的選用至關重要，因其直接影響能量傳輸過程中的介質損耗；

三是絞線結構優(yōu)化：導體的絞線結構會引發(fā)鄰近效應，進而產(chǎn)生額外的渦流損耗，需通過結構設計降低該效應的影響。

此外，損耗上升會導致服務器電源溫升加劇。目前，整個服務器電源行業(yè)的功率密度大約為100W/in3。

惠州市驊鷹電子科技有限公司海外市場總經(jīng)理李楊告訴《磁性元件與電源》，服務器電源在高功率密度條件下，繞組溫升可能超過80℃，最熱點溫度甚至可能高于105℃。因此，線材的耐溫等級需要達到180℃以上，即H級（180℃到220℃）。目前，驊鷹在高端多股絞線中，已經(jīng)選用H級漆包銅，以滿足耐溫要求。

高溫膜包方形絕緣線 圖源：驊鷹

02 通過三大舉措將線材損耗降低50%

在服務器電源追求高功率密度和高頻化的大趨勢下，僅僅滿足耐溫等級是遠遠不夠的。

服務器電源高頻工作帶來的趨膚效應和鄰近效應會顯著增加線材損耗，這使得交流電阻（ACR）的表現(xiàn)變得至關重要——它直接關系到服務器電源的整體效率和溫升控制，因此成為服務器電源企業(yè)選材的核心關注點。

具體而言，服務器電源要求在高頻下，交流電阻（ACR）與直流電阻（DCR）的比值通常應小于1.2。面對服務器電源高頻下趨膚效應和鄰近效應帶來的損耗挑戰(zhàn)，以及嚴格的ACR要求，驊鷹通過綜合優(yōu)化以下三方面來顯著降低線材損耗：

一是針對集膚效應，優(yōu)化線材結構與設計。 核心在于選用多股絞線（利茲線），并精細設計股徑與股數(shù)。股線越細、股數(shù)越多，對抗集膚效應的效果越好，損耗越低。驊鷹已成功開發(fā)并量產(chǎn)應用于海外市場的0.03毫米×6000股極細多股絞線，其集膚效應和損耗表現(xiàn)優(yōu)異，與同等規(guī)格單根線相比，損耗至少降低50%。

二是優(yōu)化絞線工藝，降低交流損耗。驊鷹生產(chǎn)的0.03毫米×6000股極細多股絞線損耗效果雖好，此類極細多股線成本高、工藝復雜，僅生產(chǎn)就需十多天，且拉絲速度慢、絞合易斷裂，需嚴格控制工藝并配備高效斷線檢測。目前其產(chǎn)能約100-200公斤。

為此，驊鷹在拉絲環(huán)節(jié)投入高精度進口設備，采用精密拉絲工藝，精度可達±0.001毫米，將斷線率控制在極低水平（<1次/千萬米）。同時，為提升線材耐彎曲性能，公司正與材料商合作研發(fā)納米涂層技術）。通過在導體表面涂覆特殊涂層，可以增強線材的耐彎曲性能。

三是從材料選擇入手，選用高純度導體。 導體材質的純度直接影響損耗，純度越高，損耗越低。驊鷹選用6N級（純度99.99999%）無氧銅作為導體材料，以最大化降低導體自身損耗。目前，采用此類高純銅的利茲線（多股絞線）因其優(yōu)異的綜合低損耗性能，正逐漸替代單根線。

03 “高端極細多股絞線是一個必然的趨勢”

“目前，0.03毫米×6000股極細多股絞線這種高端線材的產(chǎn)能雖然較低，但市場需求量非常大，我認為市場規(guī)模至少是千億級的。”李楊表示，“不過，當前成本問題尚未完全突破，部分應用場景可能還不需要如此高端的產(chǎn)品。但隨著技術的逐漸成熟，這種線材一定會得到廣泛推廣，這是一個必然的趨勢。”

對于磁性元器件或特種線材來說，未來的發(fā)展方向是朝著細小多股的方向發(fā)展。以前，國內很多產(chǎn)品以低價、低技術含量為主，市場競爭激烈。但隨著進入超微細漆包線領域，產(chǎn)品的附加值和性能都將提升。此前，超微細線材技術主要掌握在國外企業(yè)手中，但未來中國企業(yè)將有能力與國際企業(yè)競爭這一廣闊市場。

目前，驊鷹在這方面已經(jīng)有所布局，聚焦于幾個特定行業(yè)，例如新能源汽車、服務器以及低空經(jīng)濟等領域，這些行業(yè)的產(chǎn)品相對高端，對這種高端線材有剛需。而對于一些低端市場，隨著公司工藝水平的不斷提升，成本也會逐漸降低，未來也會逐步導入。

李楊進一步透露，驊鷹的產(chǎn)品還處于小批量供貨階段，但未來計劃擴大產(chǎn)能。驊鷹已在江西、惠州、湖南等地都有規(guī)劃工業(yè)園，目前正處于建設階段，預計今年以及明年初將陸續(xù)投產(chǎn)。屆時，其生產(chǎn)規(guī)模將比現(xiàn)在擴大數(shù)倍。

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審核編輯 黃宇