Технологические прогнозы на 2022 г.: стимулирование рыночного спроса с помощью инновационных технологий электропитания

 

Корпорация Vicor публикует отраслевые прогнозы на 2022 г. по трем областям: автомобильная электроника, гипермасштабируемые вычисления, авиакосмическая промышленность и оборона.

Еще один год пандемии COVID-19 показал, что слегка уменьшился спрос на инновационные решения по электропитанию, но мы исходим из того, что любое развитие сопровождается теми или иными трудностями. Три приведенных ниже примера отражают то, какую выгоду каждый сегмент рынка может извлечь из совершенствования технологий электропитания и растущей потребности в модульных решениях среди других задач и тенденций, наблюдаемых в отрасли по мере наступления третьего года пандемии.

 

Прогнозы по автомобильной отрасли. Вес электромобилей снизится на 11,5 кг, а производители ищут инновационные способы дать батареям вторую жизнь (Николас Ричард (Nicolas Richard), директор Vicor по развитию автомобильного бизнеса в регионе EMEA)

Современные электромобили имеют до трех отдельных аккумуляторов – один на 400 или 800 В (тяговый аккумулятор) и вторичные аккумуляторы на 12 и 48 В, от которых работает распределительная система.

Производители имеют возможность уменьшить вес электромобилей с аккумуляторным питанием (BEV) примерно на 11,5 кг, а также упростить систему электропитания, разработав архитектуру, позволяющую применить тяговый аккумулятор для питания 12-В нагрузок. В результате можно будет отказаться от использования 12-В батареи. Мы ожидаем, что в течение 2022 г. этот модульный подход в подаче электроэнергии будет принят OEM-производителями, стремящимися электрифицировать и дифференцировать парк автотранспортных средств за счет увеличения дальности хода и повышения общей производительности.

Мы также ожидаем, что повторное использование предназначенных для электромобилей аккумуляторов получит более широкое распространение, что позволит в дальнейшем использовать их в электропогрузчиках или в качестве резервного источника питания для жилых домов. На рынке крупных коммерческих транспортных средств большой мощности растет интерес к использованию водородных топливных элементов, что повысит спрос на высокоэффективное DC/DC-преобразование.

Наконец, повышается спрос водителей и пассажиров на повышеннуй  комфорт  при поездке в автотранспортном средстве. Мы считаем, что потребность в активной подвеске с электрическим приводом будет расти, что еще раз подчеркивает необходимость в создании высокоэффективных решений по управлению электропитанием.

Прогнозы в области высокопроизводительных вычислений: рост ЦОД продолжит ускоряться из-за пандемии (Лев Слуцкий (Lev Slutskiy), региональный менеджер Vicor)

 

Объем глобального рынка гипермасштабируемых вычислений, уровень которого составил 147 млрд долл. в прошлом году, продолжит увеличиваться со среднегодовым темпом роста 27,4% за период 2022–2028 гг. [1]. К ключевым драйверам роста относятся увеличение рабочих нагрузок в облаке, оптимизация ЦОД, платформы социальных сетей и развитие модели Data-as-a-Service (предоставление данных в виде услуги).

По нашему мнению, не стихнут дебаты между операторами ЦОД о том, что использовать для электропитания – переменный или постоянный ток. К преимуществам распределения постоянного тока относится отказ от больших AC/DC-систем с источниками бесперебойного питания (ИБП) и отсутствие проблем с распределением вычислительной нагрузки. В современных центрах обработки данных применяется наиболее общий подход: подведение трех фаз переменного тока к зданию, а затем их разделение на три однофазные линии переменного тока, поддерживаемые собственными системами ИБП.

Сохранится тенденция по увеличению доли возобновляемой «зеленой» энергии: все чаще первичный источник энергии будет поставлять высокое напряжение постоянного тока, в первую очередь, периферийным потребителям.

Пандемия COVID-19 ускорила рост объемов данных, и эта тенденция сохранится после пандемии. По мере распространения технологии 5G сетевая инфраструктура будет усложняться, а вычислительные узлы станут располагаться ближе к пользователям, что позволит сократить задержки и обеспечить более широкое использование приложений интернета вещей (IoT).

По мере развития IoT потребуется больше вычислительной мощности для повышения безопасности, что приведет к увеличению общей производительности систем, необходимой для периферийных, туманных и облачных вычислений. Компания Vicor учла эту тенденцию на начальном этапе , начав создавать самые компактные силовые преобразователи с самой высокой удельной мощностью. Очевидно, что центры обработки данных нуждаются в снижении энергопотребления за счет использования модулей с высоким КПД, что, в свою очередь, минимизирует нагрузку на системы охлаждения.

Мы считаем, что из-за продолжающихся сбоев в цепочках поставок трудности в их работе продлятся, по крайней мере, до конца 2023 г.

 

Прогнозы в отношении военной и авиакосмической отрасли. Сохранится инновационная активность и спрос на более высокую эффективность, несмотря на пандемию и растущую нехватку специалистов (Тео ДеЛеллис (Teo DeLellis), отдел развития бизнеса Vicor в авиакосмической отрасли).

Инновации и потребность в более высокой эффективности усилят интерес к использованию электрической энергии взамен механической и химического топлива. Например, в современных подводных аппаратах на смену гидравлическим системам приходят электрические, а электрические самолеты устанавливают новые рекорды дальности полета и скорости.

Управление питанием дронов с электрическими двигателями останется критическим фактором их успешного использования, а растущий интерес к созданию оружия направленной энергии на основе лазеров для оснащения им военных кораблей или боевых машин потребует решений по управлению новыми источниками энергии, например твердотельными аккумуляторами.

Кроме того, наблюдается повышение спроса на технологии силовой электроники, соответствующие требованиям таких стандартов как SOSA (архитектура открытых датчиковых систем).

По мнению компании Vicor и других участников рынка, в результате восстановления рынка после начала пандемии увеличились сроки поставки некоторых изделий электроники для военной и аэрокосмической отраслей. Ожидается, что трудности, связанные со сроками исполнения заказов, сохранятся в течение большей части 2022 г. Чтобы смягчить последствия возросшего спроса, компания Vicor расширяет свои производственные мощности.

Непредвиденные последствия пандемии наблюдаются в гражданской авионике, где авиаперевозки все еще не вернулись на доковидный уровень. Мы считаем, что гражданская авионика и рынок послепродажного обслуживания вернутся к этому уровню к 2023 г.

Тут мы по-прежнему наблюдаем растущую нехватку специалистов, как и в других инженерно-технических областях. Согласно недавнему отчету компании Korn Ferry, к 2030 г. нехватка квалифицированной рабочей силы в мире достигнет 85 млн рабочих мест, что эквивалентно недополучению годового дохода в размере 8,5 трлн долл. Нанятые на работу молодые инженеры позволили бы избежать продолжительного дефицита в этом сегменте рынка. Фактором роста станет  внедрение инновационных технологий в области электроэнергетики, которые продемонстрировали бы реакцию отрасли на экологические проблемы и ее приверженность к использованию возобновляемых источников энергии.

В растущей европейской космической отрасли появится схожая тенденция – все чаще станут применяться электрические ионные двигатели для космических аппаратов, главным образом для поддержания стационарных орбит новых группировок космических спутников, обеспечивающих широкополосную связь.

V404