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毋庸置疑，从电动汽车到 AI 数据中心，从储能与工业领域再到消费电子市场，电力已成为驱动一切的血液。
然而，与之相伴而生的，是过流、短路、浪涌以及系统级协同等潜在风险，时刻威胁着复杂电子系统的稳定与安全。传统的熔断保险丝，因其一次性熔断、响应迟缓且功能单一的局限，短板尽显。
正是在这样的背景下，电子保险丝（eFuse） ——一种基于半导体技术的智能电路保护方案，正从细分领域走向舞台中央，成为保障产业创新与可靠运行的关键基石。
从传统保险技术到 eFuse
（图源：汽车电子与软件）
eFuse 通常由功率 MOSFET、电流检测电路、控制逻辑和多种保护功能模块集成而成，不少型号还集成过压保护、热关断、反向电流阻断、软启动和故障报告等功能。其核心功能包括过流、过压、过温、反向电流等多维度智能保护，并具备微秒级响应速度、可编程阈值和自恢复能力，显著提升系统安全性与可靠性。
与传统熔断保险丝和 PPTC 自恢复保险丝相比，eFuse 具有多方面的显著优势。
eFuse 与其它保险技术特性对比
（图源：电子工程世界）
eFuse，驶入快车道
eFuse 市场的蓬勃发展，由多个快速增长的市场领域强力驱动。
电动汽车：汽车产业的电动化转型是 eFuse 最强劲的引擎之一。国际能源署（IEA）数据显示，仅 2022 年至 2023 年，全球电动汽车销量就激增了约 360 万辆。随着车辆从 400V 向 800V 高压平台演进，电池管理系统、电驱逆变器、车载充电机等核心高压部件的安全隔离与保护变得空前复杂和重要。
eFuse 凭借其毫秒甚至纳秒级的快速响应、可精确设定的保护阈值以及可自动恢复的特性，能够有效防止故障扩散，保护昂贵的高压部件，并支持通过 OTA 进行功能更新与诊断，完美契合了智能电动汽车的需求。
特斯拉是 eFuse 技术的早期坚定拥护者。早在 2017 年推出的 Model 3 车型上，特斯拉就大规模采用 eFuse 替代了低压系统中的传统继电器和保险丝组合。这一举措不仅简化了线束，更重要的是通过 eFuse 的快速响应、诊断能力和可恢复性，显著提升了车辆电气系统的可靠性、安全性和可维护性，为其智能化功能奠定了坚实的电气架构基础。
后续，随着汽车智能配电架构从传统的集中式配电逐步转向分布式架构，eFuse 扮演了关键角色。每个区域控制单元 ( RCU ) 都配备了 eFuse，实现区域内的智能配电。这种设计大大减少了线束长度，降低了重量，提高了可靠性。
另一方面，随着 48V 轻混系统的普及，汽车配电系统正从传统的 12V 系统向 48V 系统演进。eFuse 技术在这一转变中发挥了重要作用。
图源：汽车电子与软件
在 48V 系统中，eFuse 用于隔离 12V 和 48V 系统，确保两个系统的安全运行。当 48V 系统发生故障时，eFuse 能够快速切断 48V 与 12V 的连接，防止故障扩散到 12V 系统。
整体而言，汽车技术的转型与内卷，正将电气安全推向智能化、电子化的新高度。eFuse 凭借其响应极速、保护精准、自动恢复、智能诊断、节省空间、降低成本等革命性优势，成为新一代汽车电气架构不可或缺的核心保护元件。从特斯拉的率先应用，到如今全球半导体巨头与新锐国产厂商的激烈角逐，eFuse 市场已硝烟弥漫。随着 ADAS/AD 普及和 48V 系统升级浪潮的推进，这场围绕汽车安全的竞争，无疑将加速驱动整个行业的电气化与智能化进程。
AI 数据中心和高密度存储：生成式 AI 的爆发式增长，将数据中心推向了功率与密度竞赛的新阶段。AI 服务器的功耗不断突破极限，例如一套搭载 8 张 H100 芯片的服务器在满负载时，功耗可达 8.4kW，而更大型的集群单槽功率可能突破 15kW，这一变化带动了供电架构正从 12V 向 48V 乃至更高电压迈进，以承载千瓦级及以上的功率需求。在此背景下，保障电源路径的绝对可靠、实现硬件热插拔而不中断服务，成为数据中心运维的生死线。
eFuse，特别是与热插拔控制器结合的产品，成为了构建 " 不间断电源防线 " 的核心。它们不仅能提供极快的故障隔离，更能集成数字监控功能，实时汇报电压、电流、功率和故障状态，为预测性维护提供数据支撑，最大化服务器正常运行时间，直接降低数据中心的总拥有成本。
此外，在高密度和复杂的存储系统中，对热安全和电源路径保护的需求，又增加了对精密 eFuse 芯片的需求。大容量 SSD 和服务器越来越多地部署在企业环境中，eFuse 解决方案集成到电力传输架构中，以优化性能并避免散热问题。
高端消费电子：智能手机、平板电脑、高端笔记本电脑等消费电子产品在追求更快速充电、更强大功能、更轻薄设计的同时，其内部电源架构的复杂性和风险也在同步攀升。eFuse 凭借其可恢复、高精度、极高的集成度和小巧的封装尺寸等特性，能够为 USB 端口、电池充放电电路、显示模块等关键路径提供精准保护，同时帮助工程师节省宝贵的 PCB 空间。据 Research Nester 数据统计，2024 年全球有超过 46.9 亿的智能设备用户基数，为消费电子领域的 eFuse 应用提供了广阔的市场容量。
储能领域：eFuse 主要用于电池组 PACK 级过流保护、储能系统入口防护及智能预警。例如，针对电池管理系统（BMS），eFuse 可集成于电池组中，防止过流或过温导致的故障，保障电池安全。
工业领域：eFuse 应用覆盖工业机器人、多功能一体机等设备中的电源管理，提供过流、过热等多重保护；工业自动化场景中，eFuse 应用于 PLC 的 I/O 端口防护，避免电源波动或短路损坏设备。
能够看到，在产品特性优势和市场多元化需求的加持下，eFuse 已成为一个具备坚实需求基础和明确成长逻辑的赛道。根据行业分析报告显示，全球 eFuse IC 市场规模在 2024 年已达到约 5.5 亿美元，预计到 2037 年有望增长至 9.5 亿美元。
这一增长背后，是电子产品数字化、智能化浪潮的必然结果，也为 eFuse 赛道的发展描绘出巨大的增长潜力与市场空间。
行业巨头，竞逐 eFuse 赛道
面对明确的市场机遇，全球半导体巨头纷纷加大投入，市场竞争日趋激烈。国际厂商正通过技术创新、产品组合扩展和生态合作，巩固自身壁垒。
德州仪器
德州仪器（TI）便是其中的佼佼者，凭借深厚的电源管理技术积淀，在 eFuse 领域构建起差异化布局。面对传统热插拔控制器与分立 FET 组合在高功率场景中存在的尺寸庞大、设计复杂、故障检测难度高、电流共享不均及易误触发等诸多局限，TI 率先发力集成化创新，推出专为数据中心量身打造的 48V 热插拔 eFuse 器件家族，以集成化设计打破传统方案瓶颈。
其中，TPS1685 作为核心代表，凭借多重差异化优势成为高功率电源保护的优选方案。TPS1685 的核心优势贯穿设计、性能与可靠性全维度。在集成度上，摒弃了传统方案中的外部检测电阻和电流检测放大器，通过内置核心功能大幅简化电路布局，配合 LQFN 封装，将整体解决方案尺寸缩减 50%，适配数据中心设备小型化需求。
功率扩展方面，TPS1685 可无缝升级至 6kW，远超传统分立方案 4kW 上限。其通过 IMON 引脚实现系统总电流限制，规避路径电阻不匹配问题，搭配可配置过流消隐计时器，有效提升运行稳定性。此外，该器件支持堆叠功能以提升电流处理能力，还集成故障记录、FET 安全保障、主动均流等特性，全方位增强系统可靠性。
综合来看，该器件可大幅简化设计、提升集成度，为数据中心提供可靠紧凑型方案。凭借对行业需求的精准把握与技术创新，TI 在 eFuse 领域构建起技术壁垒与市场优势。其 eFuse 布局以场景为核心、技术为驱动，不仅为数据中心等关键领域提供可靠支撑，更引领行业向集成化、高功率、高可靠性方向发展。
东芝
东芝同样深耕 eFuse 领域，以精准匹配多样化需求、拓展产品线为核心布局，凭借集成化设计与灵活适配性确立差异化优势。近日，东芝批量出货的五款 40V TCKE6 系列新品，堪称高效保护标杆——不仅集成短路、过流、过压、过热多重保护，远超物理熔断器，更具备 4.4V-30V 宽输入、52m Ω 低导通电阻、TSOP6F 小型封装（2.9mm × 2.8mm）等优势，大幅简化电路设计、降低功耗与板级空间。这些 eFuse IC 适用于包括工业设备和消费类设备在内的广泛应用。未来，东芝将持续丰富 eFuse 产品线，夯实细分领域竞争力。
意法半导体
意法半导体（ST）在 eFuse 领域构建了 " 车载 + 工业 / 计算 " 多场景核心布局，以专有 STi Fuse 技术为基石，形成了从单通道到四通道的丰富产品矩阵，既覆盖车载智能配电，也满足工业控制、服务器等场景的保护需求。
针对车载高安全应用场景，STi2Fuse 可替代传统熔断式保险丝，兼具先进诊断能力与高功能安全性，配备该器件的配电箱能实现 25% 的减重，同时可延长电池续航并提供自主线束保护；其在通断状态下均可监测电流、电压及温度，结合专用算法可实现早期性能退化检测，故障预防覆盖面远超标准机制；还能满足自动驾驶对高安全性的要求及 EDA450 标准，故障发生时可在 100 微秒内快速切断电路。
图源：意法半导体汽车电子
此外，该系列拥有单、双、四通道多规格选择，且具备可配置 I2T 熔断曲线的先进特性，助力客户降低成本，目前已被全球众多车企广泛采用，夯实了意法半导体在车载 eFuse 领域的领先竞争力。
英飞凌
英飞凌作为全球功率系统领域领导者，在 eFuse 领域聚焦 AI 数据中心 800V HVDC 与新能源汽车高压趋势构建 eFuse 布局。其方案覆盖 48V 至 800V 全电压段，精准匹配高功率场景需求，既解决当前 AI 服务器供电保护，又为下一代高压架构奠基。
近期，英飞凌推出的 48V 智能 eFuse 系列（XDP730/XDP720/XDP721/22）与 REF_XDP701_4800 热插拔控制器参考板，精准匹配高功率算力场景需求。
据了解，英飞凌的 48V eFuse 高度集成数字保护控制器、OptiMOS 功率管等模块，支持热插拔与纳秒级故障响应，还能实时输出电压、电流等遥测数据；REF_XDP701_4800 搭载 1200V CoolSiC JFET 技术，适配 400V/800V 架构，可编程 SOA 控制浪涌电流，TDP 达 12kW。相较竞品，英飞凌方案以全电压覆盖、SiC 高压技术、高集成度及实时监控能力，最大化 AI 服务器运行时间、简化设计并降低 TCO，不仅是当前 48V 架构的核心保障，更奠定未来兆瓦级数据中心的电源保护基础。
安森美
安森美在 eFuse 领域聚焦汽车与工业核心场景构建差异化布局，凭借智能电路保护技术确立行业领先地位，为高可靠性需求场景提供解决方案。其 eFuse 相较传统保险丝与 PTC 热敏电阻优势显著，兼具自动复位功能，可实现过流、过压、反向电流、过热多维度保护，还能监测电压 / 电流 / 温度并联动系统控制器，支持电源时序控制与浪涌电流限制，适配现代配电架构的智能防护需求。
以安森美典型产品 NIV3071 为例，该产品专为汽车苛刻场景设计，具备 60VDC/65VTR 耐压，将四独立通道集成于 5.0mm × 6.0mm 紧凑封装，单通道连续电流达 2.5A（总电流 10A），80m Ω 低导通电阻（RDSon）大幅降低能耗；工作结温覆盖 -40 ℃至 +150 ℃，提供 2kV ESD 保护，还支持可配置电流限制、故障数字标志与 1ms 固定软启动，完美适配 12V/48V 汽车系统（如 ADAS 域控制器、车载资讯系统），进一步强化安森美在汽车电路保护领域的竞争力。
恩智浦
eXtreme 开关作为恩智浦智能 eFuse 的代表，采用 N 通道 MOSFET 设计，导通电阻低至 2~100 毫欧，大幅降低功率损耗；覆盖 12/24/32V 电压范围，适配多场景需求；集成保护与诊断功能，搭配 SPI 可编程控制，既实现灵活设计，又通过嵌入式保护与扩展反馈保障系统稳健性，自恢复功能还能减少人工维护成本。恩智浦该产品组合聚焦汽车与工业高可靠电源保护场景，构建差异化布局与市场竞争力。
eFuse 市场，本土厂商突围
面对国际巨头的强势竞争，本土厂商并未退缩，而是凭借创新技术和场景化应用，在 eFuse 市场中闯出了一片新天地。
华太电子
华太电子凭借其深厚的车载功率半导体技术积累，在 eFuse 这一关键赛道，推出了以 HAD1420、HAD0201 等为代表的产品系列，其核心解决方案围绕高集成、高可靠、高智能、性价比等关键支柱构建，直指汽车电气化架构升级中的核心痛点。
华太电子的 eFuse 产品具备诸多优势，例如：
高集成性：6*6mm 的面积实现 4 路 6A 的持续电流输出，低功耗模式下可以实现 4 路 3A 的持续输出，大大减少 PCB 面积，简化布局；
高稳定性，鲁棒性：支持 ASIL-B，跛行回家功能，保证功能安全；内部完整的自检程序，防止系统故障；
高度智能：芯片自带完整的实时诊断 / 监测 / 保护功能，任何故障可以实时上报，减少故障的可能性；
更省成本：高精度的 IIT 功能可以实现精确的线束保护，从而大大降低整车线束成本，提高竞争力。
华太电子通过芯片级的创新，系统地解决了空间、安全、智能和成本四大挑战，这些特性使其相较于市场同类竞品，不仅显著节省板级面积，更实现了线束减重，同时通过低功耗设计进一步优化整车续航，彰显了华太电子在 eFuse 技术上的深厚积淀，成为车企在电气化转型中提升系统效率与可靠性的关键助力。
南芯科技
南芯科技推出的车规级电子保险丝 SC77010BQ，凭借 60V 的超宽工作电压和高精度电流检测能力，为客户下一代汽车电子应用提供灵活可靠的安全保障。同时，该系列产品还符合 AEC-Q100 标准，可配置容性负载软启动及 Limphome 跛行模式，并支持过流、过温、欠压以及 MOSFET 饱和等多种系统保护和诊断功能。该产品目前已经实现规模出货，与重点客户合作在研的项目已陆续装车量产，是国内首款实现量产的车规级 eFuse 产品。
类比半导体
类比半导体研发的 EF1048Q eFuse 专为汽车一二级常电配电系统设计，集成 I2t 算法保护线束与负载，支持 SPI 接口对接主控制器，具备多种保护诊断功能及冗余监控、LIMP HOME 功能与纯硬件模式，旨在为全球汽车制造商提供稳定的配电保护解决方案。
此外，纳芯微、稳先微、杰华特、希荻微、芯朋微、晶丰明源等国内厂商依托其在功率半导体领域的长期积累，积极布局 eFuse 赛道，致力于为服务器电源管理、新能源汽车电控系统、工业领域等对可靠性要求严苛的场景，提供高性能、高稳健性的电路保护解决方案。
从整体竞争态势来看，国际大厂正沿着更高压、更智能、更集成的路径领跑，特别是针对 AI 数据中心和电动汽车两大制高点展开激烈角逐。与此同时，中国本土厂商的快速崛起，正为市场带来新的变数，推动供应链的多元化和国产化进程。
直面挑战：技术、认证与成本的多重考验
在汽车、数据中心等领域需求驱动下，eFuse 市场迎来快速增长机遇，但仍面临来自技术、认证、成本及供应链与监管等层面的多重挑战：
然而，尽管汽车、数据中心等领域的旺盛需求为 eFuse 市场注入强劲增长动力，但多维度瓶颈仍制约着行业规模化突破。尤其是对于国内市场来讲，eFuse 行业的成长之路仍遍布技术、认证、成本及供应链等多重挑战。
技术瓶颈：高频应用场景中，eFuse 内置的 MOSFET 开关噪声易引发 MCU 误触发，而集成 EMI 滤波电路虽能缓解该问题，但通常会大大增加芯片面积，进而限制其在小型化设备中的应用；大电流场景下，较低的导通电阻虽能减少损耗，但芯片的产热问题依然突出，对封装散热能力提出了极高要求。这推动业界不断寻求如纳米银烧结等先进封装工艺的突破，以实现高效热管理。
认证壁垒：车规级认证堪称 eFuse 进入汽车领域的核心障碍，例如长达 1000 小时的高温工作寿命测试（HTOL）以及超过 2000 次的极端温度循环测试，整个认证流程可能长达 18 个月。这与 AEC-Q100 车规器件可靠性要求高度契合。面向国际市场时，还需满足其多项标准和安全规范等。对本土厂商而言，高昂的测试费用与漫长的认证时间构成了极高的准入门槛，显著抬高了市场准入门槛。
成本压力：为实现更高的耐压和效率，高压 eFuse 正越来越多地采用 SiC/GaN 等宽禁带半导体材料，但其衬底成本目前仍是传统硅材料的数倍。同时，为实现高集成度和智能化，芯片设计日趋复杂，导致流片费用攀升，一次先进工艺流片的成本可能高达数百万美元。与此同时，国际领先厂商凭借年出货量可达十亿颗级别的规模效应，能够将单位成本控制在较低水平。这使得国产同类产品在价格竞争中往往处于劣势，本土企业面临巨大的成本控制与市场开拓压力。
供应链与监管挑战：全球半导体供应链的周期性波动，可能导致 eFuse 晶圆产能或封装材料出现交货延迟，直接影响整车厂或设备制造商的生产计划与盈利能力。此外，产品必须符合不同地区市场的安全与能效法规。在新兴的智能保护功能带来价值的同时，也对传统的电源系统架构提出了修改要求，在部分对改造成本敏感或旧系统升级缓慢的市场中，其导入会面临阻力，进而限制产品与技术落地速度。
尽管前路存在诸多挑战，但这些考验恰恰定义了行业的技术演进方向和竞争格局。对于 eFuse 领域的参与者而言，真正的竞争力在于能否构建一个贯通技术、质量、成本与供应链的综合性体系，从而在确定性的市场机遇中，赢得长久的发展空间。
未来，eFuse 将走向何方？
eFuse 的兴起，本质上是电子系统从机械控制向电子智能演进的关键呼应。它代表了电路保护领域的一次范式革命：从传统保险丝 " 事后熔断 " 的被动止损，转变为 " 实时监测、智能控制 " 的主动防护。随着汽车电气化、计算智能化和万物互联浪潮的推进，eFuse 赛道正日益凸显其作为现代电子工业基础性、战略性元器件的核心价值。
展望未来，电源系统正朝着数字化、智能化、无熔断化方向加速演进，eFuse 也迎来了从单一保护元件向电源管理智能枢纽的华丽转身。其发展不仅体现在过流、过压等基本保护的性能提升，更在于深度集成实时监控、故障诊断、功率计量与可编程控制等高级功能，成为优化系统能效与可靠性的关键节点。
对于这一演进趋势，华太电子指出："eFuse 作为新兴智能化产品，集成了实时保护、监控、诊断及电源分配等多元功能。随着产业发展，其核心趋势将聚焦智能化、小型化，并持续向高压大电流方向突破。Smarter and Smaller 是全行业永恒不变的议题，小体积、实时保护 / 诊断 / 监控是所有 eFuse 产品的统一追求，但不同应用场景仍有差异化需求：数据中心领域除基础保护外，更需集成功率计量、电压电流实时监控等功能，甚至通过智能功率分配提升系统效率；汽车领域则侧重安全属性，需进一步提升产品鲁棒性与稳定性，同时助力降低线束成本。"
能够看到，在技术创新与市场升级的双重驱动下，eFuse 正持续推动电路保护技术的边界。它不再仅是设备的 " 保险阀 "，更是实现智能电源管理、保障系统可靠高效运行的基石。随着其集成度与功能性的不断增强，eFuse 必将在更广阔的行业应用中发挥不可替代的关键作用，引领电路保护领域迈向全新的发展阶段。
* 免责声明：本文由作者原创。文章内容系作者个人观点，半导体行业观察转载仅为了传达一种不同的观点，不代表半导体行业观察对该观点赞同或支持，如果有任何异议，欢迎联系半导体行业观察。
END
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