磁集成通過將電感、變壓器、濾波器等分立磁性元件的功能整合至單一組件中，顯著提升了功率密度與系統效率，同時大幅縮小了磁性元件產品體積。

但同時磁集成也導致磁性元件的物理結構和電磁特性復雜化，這使得磁性元件傳統自動化生產模式面臨多重矛盾。

多位接受《磁性元件與電源》采訪的權威專家指出，僅從生產維度評估，磁集成技術對磁性元件自動化生產并不“友好”。

本文將結合部分企業的觀點，分析磁集成自動化難題產生的原因、具體哪些環節更難自動化并分享業界的磁集成自動化解決方案。

磁集成后自動化難題產生的原因

相比于傳統分立磁性元件方案，磁集成自動化難題的產生，主要有以下幾個原因：

磁芯幾何結構更復雜。磁集成后的磁芯常突破傳統磁芯的幾何限制，呈現3D異構結構（如多氣隙堆疊、螺旋磁路、嵌入式繞組），傳統繞線機、組裝夾具無法適配異形磁集成產品結構。

例如，磁集成平面變壓器需要將繞組蝕刻在PCB板上并與磁芯精密對位，公差需控制在±10μm以內，這對機械定位系統的剛性和抗振性提出極高要求。

一種PCB繞組磁集成變壓器

定制化設計比例激增。據不完全統計，超過60%的磁集成組件為定制化設計，導致無法沿用通用自動化設備。

例如，新能源汽車OBC（車載充電機）中的LLC諧振變壓器需根據整車空間定制磁芯形狀，產線需頻繁更換工裝夾具，設備利用率下降40%以上。

車載OBC磁集成產品，圖片來源：普晶電子

除了磁芯結構，軟磁材料也需定制。

國家級電氣工程高級工程師、中國電源學會磁技術專委會委員、惠州市磁極新能源科技有限公司（簡稱“磁極新能源”）研發總經理海來布曲表示，“磁集成產品需要軟磁材料在性能上進一步提升，通用軟磁材料的磁耦合系數無法滿足磁集成應用要求?！?/p>

而磁耦合恰恰是更能發揮磁集成優勢的一種集成方式。

多物理場強耦合。耦合磁集成后磁芯的磁通路徑復雜化，微小結構偏差（如氣隙偏移5μm）會導致電感值波動超過15%，漏感增加30%。傳統開環控制的自動化設備（如普通繞線機）無法實時補償磁磁集成后的非線性誤差。

磁芯尺寸更大。雖然磁集成后縮小了磁性元件總體體積，但集成后的單一組件相比于分立磁性元件，磁芯體積變得更大，這對磁芯自動化生產提出了挑戰。

一是體積增大會導致自動化效率降低，二是磁芯一體成型難度增加，尤其是對金屬磁粉芯而言。

磁集成這種技術代差倒逼生產模式從“規?；瘡椭啤鞭D向“高精度柔性制造”，本質是磁集成技術從“功能疊加”向“系統重構”演進過程中，離散制造能力與連續場效應需求的結構性矛盾。

這些結構性矛盾直接導致了磁性元件生產環節的連鎖反應，引發了一系列自動化難題。

磁集成面臨的自動化難題有哪些

前面我們分析了磁集成后自動化產生的原因，那在實際生產過程中，磁集成產品具體會面臨哪些自動化難題呢？

磁集成面臨的自動化難題。磁集成解決方案涉及復雜的制造工藝，如繞線、焊接、裝配等，自動化生產難度更高，需確保各環節的精度和一致性。

東莞銘普光磁股份有限公司（下稱“銘普光磁”）研發總監李禮鵬此前就提到過他們一個LLC電路的磁集成產品，磁集成后電感與變壓器采用連繞的方式，減少了變壓器原邊2個引腳，但同時磁集成也導致繞線的自動化難度升高，“這種繞線方式對自動化生產是相對不友好的?！?/p>

江西高新超越精密電子有限公司新能源事業部研發處長於漢斌向《磁性元件與電源》分析道：“磁集成后，對變壓器而言，焊接和裝配工序會面臨自動化生產的難題。由于焊接不規則，如引出線做PIN腳，很難實現自動化；而裝配的困難點主要是絕緣材料和磁芯等之間要緊配合，自動化很難實現。對電感而言，主要還是裝配工序比較難實現自動化。”

而據資深工程師寧工介紹，PCB繞組磁集成變壓器自動化難點有兩方面：一是PCB板層數多，對裝配精度要求較高；二是涂覆材料與工藝缺陷可能導致磁集成產品失效。

涂覆材料與工藝缺陷可能是PCB繞組磁集成變壓器產品目前尚未大面積普及的原因。因為有工程師提到，PCB繞組磁集成變壓器是華為、中興針對基站電源開發的產品，但我們查看網上關于華為、中興基站電源的產品拆解中，似乎并未發現這種PCB繞組磁集成產品。

金屬磁粉芯面臨的自動化難題。金屬磁粉芯的自動化難題主要源自于體積變大后一體成型難度增加。

惠州市安可遠磁性器件有限公司(下稱“安可遠”)總經理王理平告訴《磁性元件與電源》，目前業界能一體成型的純圓形磁芯（金屬磁粉芯）最大直徑尺寸在55mm左右。

王理平提到，磁芯體積變大后，需要更大的成型壓力，但邊緣可能因壓力過大而產生裂紋，內部則可能因壓力不足而致密度不夠。這種壓力分布不均使得磁芯一體成型的合格率大幅降低。

針對大體積金屬軟磁粉芯，目前業界多以拼接磁塊的方式保證磁集成成品的品質和可靠性，但這種方式毫無疑問犧牲了自動化生產效率。

上海兆啟新能源科技有限公司高頻事業部總經理蘇銀行也向《磁性元件與電源》分享了他們在車載電驅上的升壓電感案例。

他說道，多塊磁芯粘接時，如何實現粘接自動化，保證磁芯整體一致性是比較困難的。我們這款磁集成產品是兩路耦合，整體方案設計也比較科學，5塊磁芯可以實現。如果參數選取不合理，需要7塊甚至8塊；而如果是三路耦合，那需要拼接的磁塊會更多，一致性也更難控制。

磁集成技術的應用將磁性元件生產推入高精度工藝與復雜系統耦合的雙重挑戰階段，核心難題分布于不同組件與工藝環節，本質矛盾在于：磁集成從“功能整合”升維至“系統重構”時，離散制造工藝難以匹配連續電磁場的最優解。

當前行業通過模塊化拼接、高成本設備投入等折中方案緩解痛點，但唯有向“材料-工藝-數字孿生”全鏈路智能閉環演進，才能真正跨越自動化鴻溝。

針對磁集成自動化難題的嘗試

雖然磁集成并非全新的技術，但大功率產品的磁集成，卻是近兩年才逐漸被業界所重視。

針對磁集成引起的自動化新難題，蘇銀行這樣總結道：所有的問題和困難都是設計產生的，跟制造沒有關系，制造只是給前期設計不足的地方打補丁。

而廣州勝美達電機有限公司中國新事業部研發經理胡尉燦認為，首先要先把產品做出來，先有了產品才能在迭代過程中慢慢優化各種問題，包括自動化的問題。而且效仿的人多了以后，集合全行業的智慧，自然能找到相應的自動化解決方案。

目前，走在磁集成應用前沿的企業，也已開始嘗試不同的方式解決磁集成后的自動化難題。

於漢斌提到，目前超越精密主要還是采用柔性自動化生產的方式來解決這些難題，對于比較復雜的工序進行分解，形成若干簡易工序，對能實現自動化的工序全部實現自動化。

王理平向《磁性元件與電源》分享了安可遠耗時2年的金屬磁粉芯一體成型解決方案。他們在現有的成型設備上進行再造，治工具上進行深化改良，開發出AYX、AKX以及ATX系列磁芯，將截面為純圓形的磁環磁芯一體成型直徑拓展至102mm。

AYX系列金屬磁粉芯，圖片來源：安可遠

想要構建完善的磁集成生態，形成產業化應用，離不開磁性元件上下產業鏈間的相互協作，例如磁芯外形尺寸采用分檔的方式，以應對公差太大，自動化裝配困難等問題。

結語

面對磁集成技術引發的自動化難題，行業正通過設計革新、工藝解耦、設備重構等多維路徑探索破局方案，并已取得一定成效。

未來，唯有構建跨學科智能閉環生態，打通“設計-材料-制造”協同進化的路徑，才能將磁集成從“工程師的難題”轉化為“智能制造的里程碑”。

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審核編輯 黃宇