在人工智能（AI）产业快速发展的今天，高效、稳定的硬件设备成为了支撑AI算法和应用的基础。无论是数据中心的超级计算集群，还是边缘设备上的智能传感器，都离不开精密的电源管理和能效优化。

在这些复杂的电子设备中，一种常被忽视却至关重要的元件“金属软磁芯片电感”，正在发挥着不可替代的作用。本文将深入探讨金属软磁材料在AI硬件中的应用，以及它对AI产业发展的关键影响。

一、关于金属软磁材料

金属软磁材料是一类具有高磁导率和低矫顽力的材料，主要用于需要高效磁性能的应用场合，如变压器、电感器、磁传感器、天线和无线充电设备等电子元器件。之所以被称为“软磁”材料，是因为在外加磁场去除后，它们的磁化程度（磁剩余）几乎为零，即很容易被磁化和退磁。材料体系包括非晶合金、纳米晶合金、晶态软磁合金、稀土软磁合金。

作为支撑5G/6G通讯、物联网、智能装备和其他电子技术发展的关键材料，金属软磁材料在第三代半导体技术的应用中尤为重要。预计到2025年，中国金属软磁电子元器件市场规模将达到248亿美元。

金属软磁电子元器件市场

而文章开头提到的对AI产业发展至关重要的电子元器件“金属软磁芯片电感”，主要用于电源管理、电信、汽车电子、消费电子等领域，其核心部分是由金属软磁材料制成的磁芯，它具有高饱和磁通密度和低损耗的特性。

从制造层面上看，金属软磁材料经过粉末化和绝缘处理，形成了金属软磁粉芯，而金属软磁粉芯则是构成芯片电感的关键材料之一。因此，它们之间的关系是一种从材料到核心组件再到具体电子元件的逐级应用关系。

二、金属软磁芯片电感为何受到重视？

以金属软磁为原材料的芯片电感之所以受到AI产业重视，是因为它们能够在高功率和高电环境下有效应对电流波动，为AI芯片（如GPU、TPU、NPU等）提供稳定的电流输出。目前，行业内正积极响应这一需求，重视金属软磁粉芯芯片电感的研发与应用。

金属软磁电感

相比于传统的铁氧体材料，金属软磁材料在高功率和高频场景下表现更优，具有更高的饱和磁通密度（Bs值）和更好的温度稳定性，能够耐受更大的电流。传统铁氧体芯片电感虽然损耗较低，但由于其Bs值较低（0.3-0.5T）且温度稳定性差，在芯片功率大于300W的应用中，其劣势尤为明显。值得一提的是，未来推出的AI芯片功率预计将超过700W。

像AI芯片（如GPU、TPU、NPU等）在处理复杂计算任务时，需要快速而稳定的电压供应。此时金属软磁芯片电感在电源管理系统中的作用至关重要，尤其在DC-DC转换器和稳压电路中，能有效平稳电流波动，防止芯片因电压不稳定而受损。

GPU芯片

总之，金属软磁材料芯片电感能够在保持小巧体积的同时提供更高效的电能转换，特别适合用于数据中心、AI芯片、服务器和通讯设备等需要高密度、紧凑设计的领域。随着AI产业对更高频率和更高效率的需求不断增长，金属软磁材料芯片电感有望成为未来的主流选择，市场前景广阔。

三、金属软磁芯片电感的制作门槛

从工艺角度来看，制造金属软磁芯片电感的难度相当高。首先，金属磁粉芯是通过将符合性能指标的金属软磁粉经过绝缘包覆、压制、退火、浸润、喷涂等多个步骤制成的。 而金属软磁粉的制备则涉及磁粉颗粒的生产和粒度配比，其中，金属软磁粉末的研发与粒度配比将直接决定磁粉芯的性能；绝缘包覆环节容易影响粉体的磁性；压制成型工艺也会影响材料的有效利用率，进而影响生产成本。

软磁粉末

其次，芯片电感的制造需要使用高精度的工艺，如精细化绕线、金属化处理和烧结技术等。制作过程中需严格控制绕线密度和绝缘层的厚度，以确保电感的电气特性符合要求。由于金属软磁材料的脆性特性，成型、加工、切割和表面处理的精度要求都很高。

最后，金属软磁芯片电感的可靠性和性能一致性也是一大门槛。由于它们常应用于AI芯片的电源管理系统中，任何微小的制造偏差都可能导致整体系统的性能下降或失效。

目前，国内的部分相关主要厂商有：

（1）上游金属软磁粉、粉芯供应商：铂科新材、屹通新材、悦安新材；

（2）一体成型电感供应商：麦捷科技、科瑞思、美信科技、铭普光磁、顺络电子；

（3）一体成型电感生产设备供应商：田中精机。

四、总结

金属软磁芯片电感作为AI芯片电源管理系统中的关键元件，因其高效的电能转换能力和出色的稳定性，在支持AI芯片的高速、低损耗运算中扮演了不可替代的角色。随着AI技术的持续进步和市场对更高效、更紧凑的硬件解决方案需求的增长，金属软磁芯片电感必将在AI产业中占据更重要的地位，为AI硬件的未来发展提供新的动能。

资料来源：

软磁材料与应用技术（来源：磁性材料应用技术研究所）

新型芯片电感：金属软磁粉芯、一体成型电感产业及个股梳理（来源：伏白的交易笔记）

自研芯片电感，敲开英伟达大门！软磁粉芯全球龙头铂科新材：纵享时代红利，连续8年高增长（来源：市值风云）

粉体圈NANA整理