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    • AI時(shí)代,MLCC面臨挑戰(zhàn)
    • 錨定高端,國(guó)產(chǎn)MLCC突圍
    • 結(jié)語(yǔ)
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AI浪潮下,高端MLCC如何國(guó)產(chǎn)替代?

2024/12/10
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MLCC需求增長(zhǎng)主要依賴(lài)于新技術(shù)革新下,終端電子產(chǎn)品市場(chǎng)的發(fā)展。2024年,AI技術(shù)正被視為電子產(chǎn)品下一輪革新驅(qū)動(dòng)力,在A(yíng)I服務(wù)器、AI PC等AI終端市場(chǎng)的強(qiáng)勁拉動(dòng)下,MLCC行業(yè)需求量正經(jīng)歷爆發(fā)。

如何直面需求端挑戰(zhàn),為AI技術(shù)驅(qū)動(dòng)下正悄然發(fā)生改變的電子終端產(chǎn)品提供優(yōu)質(zhì)的MLCC產(chǎn)品,以實(shí)現(xiàn)MLCC的國(guó)產(chǎn)替代。正成為國(guó)內(nèi)MLCC企業(yè)新命題。

國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的MLCC企業(yè),如廣東微容電子科技有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng):微容科技)正站在這場(chǎng)技術(shù)變革的風(fēng)口浪尖上。本文試圖探究,在A(yíng)I技術(shù)重塑MLCC應(yīng)用格局的環(huán)境下,國(guó)內(nèi)企業(yè)該如何在這場(chǎng)全球競(jìng)爭(zhēng)中突圍而出。

AI時(shí)代,MLCC面臨挑戰(zhàn)

MLCC(Multilayer Ceramic Capacitors的簡(jiǎn)稱(chēng)),也叫貼片電容,是由印好電極(內(nèi)電極)的陶瓷介質(zhì)膜片以錯(cuò)位的方式,多層疊合起來(lái),經(jīng)過(guò)一次性高溫?zé)Y(jié)形成陶瓷芯片,再在芯片的兩端封上金屬層(外電極),從而形成一個(gè)類(lèi)似獨(dú)石的結(jié)構(gòu)體,故也叫獨(dú)石電容器

MLCC主要起到儲(chǔ)電后定量輸送電的“水壩”作用,調(diào)節(jié)使電流電路中定量傳輸,防止元件間出現(xiàn)電磁波干涉現(xiàn)象。電路中該需求出現(xiàn)頻繁,因而MLCC下游應(yīng)用極為廣泛,領(lǐng)域涉及數(shù)據(jù)大模型、汽車(chē)電子、通信、計(jì)算機(jī)、消費(fèi)電子、自動(dòng)儀表、數(shù)字家電等行業(yè)。

在A(yíng)I興起的環(huán)境下,MLCC的重要性進(jìn)一步凸顯。AI應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)高算力的需求迫切,MLCC也需要同步優(yōu)化其特性護(hù)航這些電路使用安全,要做到這點(diǎn),并不容易。

以MLCC在A(yíng)I服務(wù)器應(yīng)用為例,為穩(wěn)定高功耗電路的平穩(wěn)運(yùn)作,MLCC面臨多方面挑戰(zhàn)。首先,在性能上,MLCC在電路中承擔(dān)的工作更加繁雜,服務(wù)器供應(yīng)電壓是48V的直流電源,但服務(wù)器中承擔(dān)算力重任的GPU、CPU供應(yīng)電壓主要是1V,中間需要MLCC護(hù)航多路電源轉(zhuǎn)變;由于CPU 工作時(shí)有輕載和重載切換,電壓會(huì)跌落,且有高頻諧波和雜音,此時(shí)也都需要電容發(fā)揮穩(wěn)定電壓作用。其次,在產(chǎn)品形態(tài)上,在服務(wù)器中,由于算力需求的提升,GPU和CPU所需晶管數(shù)量增多,功耗也快速上升,需更多MLCC來(lái)保障電路的安全?!癎PU板子除了核心芯片,周邊全是電容器件,一個(gè)板子的電容數(shù)量可能超過(guò)1200個(gè)?!蔽⑷菘萍际紫夹g(shù)專(zhuān)家譚斌向芯師爺透露。但載板能提供給MLCC的空間依然有限。

譚斌表示,適應(yīng)AI應(yīng)用帶來(lái)的電路改變,MLCC產(chǎn)品的變化主要體現(xiàn)在4方面:一是電容要在更小體積中實(shí)現(xiàn)更大容值,高算力GPU/CPU需要的電容數(shù)量更多,容量更大,在面積有限的板子上,更小的大容量電容才能滿(mǎn)足需求;二是電容需要承受更高的工作溫度,電壓下降,功率上漲,使得電路系統(tǒng)的電流大增,溫度也隨之提升;三是能忍受大電流所帶來(lái)的大紋波,需要超低 ESR;四是GPU/CPU工作頻率的提升需要電容能提供低ESL,高的自諧振頻率SRF。

總的來(lái)說(shuō),MLCC的工作環(huán)境更加嚴(yán)苛,需要更高性能、采用更先進(jìn)生產(chǎn)工藝和技術(shù)的高端MLCC來(lái)適應(yīng)當(dāng)前市場(chǎng)需求。

產(chǎn)品之外,在A(yíng)I時(shí)代,加快MLCC國(guó)產(chǎn)替代也是亟須解決的難題。MLCC作為最重要的被動(dòng)元器件之一,大陸自給率卻不足10%。長(zhǎng)期以來(lái),全球MLCC供貨較為集中,前十大廠(chǎng)商市場(chǎng)占比超過(guò)90%,且主要為日韓臺(tái)系廠(chǎng)商。特別是在高端市場(chǎng)中,日系MLCC憑借技術(shù)優(yōu)勢(shì)生產(chǎn)小尺寸,高電容的產(chǎn)品,持續(xù)壟斷性占據(jù)高端MLCC市場(chǎng),而國(guó)內(nèi)大多廠(chǎng)商精力仍聚集在生產(chǎn)中大尺寸低電容值的中低端MLCC產(chǎn)品。

但在需求端,大陸市場(chǎng)占比超過(guò)40%。兩相對(duì)比之下,國(guó)產(chǎn)替代空間巨大。同時(shí),當(dāng)前大國(guó)科技競(jìng)爭(zhēng)日益加劇,AI應(yīng)用是重點(diǎn)關(guān)注對(duì)象,也強(qiáng)化了國(guó)產(chǎn)MLCC導(dǎo)入市場(chǎng)必要性。

錨定高端,國(guó)產(chǎn)MLCC突圍

AI技術(shù)應(yīng)用和新的國(guó)際市場(chǎng)形勢(shì),都在呼喚高端國(guó)產(chǎn)MLCC產(chǎn)品,國(guó)內(nèi)廠(chǎng)商又該如何應(yīng)對(duì)呢?微容科技作為國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的MLCC原廠(chǎng),近年來(lái)動(dòng)作頻繁,在市場(chǎng)上也取得了有效成果——自2020年以來(lái),其MLCC產(chǎn)銷(xiāo)位居中國(guó)大陸前茅,是個(gè)典型的明星樣本,觀(guān)察其發(fā)展脈絡(luò),從中可見(jiàn)國(guó)內(nèi)MLCC廠(chǎng)家有效答題思路。

據(jù)芯師爺觀(guān)察,微容科技的解題思路有三個(gè)關(guān)鍵詞,分別是錨定高端、積極擴(kuò)產(chǎn)、深耕研發(fā)。

錨定高端

與一般廠(chǎng)家先布局技術(shù)難度較低的產(chǎn)品,逐步積累經(jīng)驗(yàn)向高端產(chǎn)品邁進(jìn)不同,微容科技從一開(kāi)始就錨定高端應(yīng)用布局MLCC產(chǎn)品。這與海外MLCC巨頭的布局思路類(lèi)似。近年來(lái),國(guó)際MLCC大廠(chǎng)有意減少低端MLCC產(chǎn)量,將更多的精力投入高端MLCC的研發(fā)。這使得國(guó)產(chǎn)MLCC在低端市場(chǎng)的市占有所提升,但低端市場(chǎng)并非國(guó)產(chǎn)替代的強(qiáng)需求領(lǐng)域,相比而言,高端國(guó)產(chǎn)MLCC在市面上更稀缺。

公開(kāi)資料顯示,自2017年成立以來(lái),微容科技在高端MLCC領(lǐng)域不斷取得突破,尤其是國(guó)內(nèi)短板的高容量MLCC領(lǐng)域。

2018-2019年,微容科技率先成立車(chē)規(guī)級(jí) MLCC 研究院,成功完成了車(chē)規(guī)級(jí) MLCC 的全系列開(kāi)發(fā),成為中國(guó)大陸地區(qū)首家可以全系列提供滿(mǎn)足 AEC-Q200 車(chē)規(guī)等級(jí)的MLCC 制造企業(yè)。

2020年起,微容科技通用級(jí)008004/01005/0201 微型系列及射頻系列成為行業(yè)主力供應(yīng)商。

面對(duì)新興AI應(yīng)用,微容科技針對(duì)性微容科技推出0201/2.2μF/10V,0201/4.7μF/6.3V、0402/22μF/6.3V、0603/22μF/16V等規(guī)格產(chǎn)品線(xiàn),針對(duì)AI手機(jī)的高容量、超微型需求,全棧滿(mǎn)足AI手機(jī)對(duì)高端MLCC在高容量、超微型等方面的選型需求。

該類(lèi)產(chǎn)品的主要技術(shù)特點(diǎn)是采用獨(dú)特的超細(xì)、高介電常數(shù)陶瓷材料,高可靠性的工藝和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),結(jié)合陶瓷顆粒高分散,薄層化等加工技術(shù),使其電容單層厚度達(dá)到薄至1μm及以下,堆疊層數(shù)超過(guò)1000層等指標(biāo),滿(mǎn)足高溫&高容等人工智能應(yīng)用核心需求。

此外,微容又推出了0805/100μF/X6S、1206/220μF/X6S等規(guī)格產(chǎn)品,可廣泛應(yīng)用于終端產(chǎn)品(AI服務(wù)器/AI PC/AI 手機(jī)等)和AI應(yīng)用組件部分(GPU,光模塊,DDR等),滿(mǎn)足人工智能高算力,高傳輸,大存儲(chǔ)要求。

針對(duì)汽車(chē)電子領(lǐng)域?qū)τ贛LCC高容量/高耐壓/高可靠性的核心需求特點(diǎn),微容以自身多年車(chē)載行業(yè)開(kāi)發(fā)積累的材料工藝等基礎(chǔ)能力,采用高精度多疊層,采用快速燒結(jié)的國(guó)際尖端設(shè)備和排燒一體化等特有技術(shù),推出了包括1210/X7T/100μF、1210/X7T/220μF等典型規(guī)格產(chǎn)品,用于高階智能駕駛,滿(mǎn)足L2及以上智能輔助駕駛各類(lèi)汽車(chē)電子產(chǎn)品需求;以及1210/C0G/22nF/1000V、1210/C0G/33nF/630V等典型規(guī)格產(chǎn)品,用于三電動(dòng)力系統(tǒng),滿(mǎn)足800V平臺(tái)下各類(lèi)汽車(chē)電子產(chǎn)品需求。

目前,微容科技量產(chǎn)的高容系列MLCC產(chǎn)品已經(jīng)覆蓋01005-1210全尺寸,容量從0.47μF延伸到最高至220μF,主流性能匹及日系巨頭,達(dá)國(guó)際頂尖水平。從產(chǎn)品矩陣來(lái)看,微容科技高端MLCC產(chǎn)品緊隨市場(chǎng)各類(lèi)存量和新興市場(chǎng)需求,填補(bǔ)了大陸MLCC高端系列的空白。

積極擴(kuò)產(chǎn)

面對(duì)廣闊的國(guó)產(chǎn)替代市場(chǎng),僅有高端MLCC產(chǎn)品還不足以扭轉(zhuǎn)國(guó)內(nèi)的供應(yīng)難題,充足產(chǎn)能在供應(yīng)鏈中同樣重要。目前日系巨頭的月產(chǎn)能已超千億片,但大陸MLCC產(chǎn)能相較日系,甚至是中國(guó)臺(tái)灣友商,仍相對(duì)落后。

微容科技成立之初,產(chǎn)能就是其重點(diǎn)突破的應(yīng)用圍墻。據(jù)了解,微容科技搭建第一棟廠(chǎng)房時(shí)就引進(jìn)了先進(jìn)的生產(chǎn)、研發(fā)設(shè)備,布局了高標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)車(chē)間,并設(shè)立專(zhuān)項(xiàng)信息化投入,打造數(shù)字化智能制造及研發(fā)設(shè)計(jì)平臺(tái)。目前,微容科技已建成兩棟廠(chǎng)房,用于超微型、射頻、高容量、高可靠車(chē)規(guī)、AI服務(wù)器等高端 MLCC系列產(chǎn)品的生產(chǎn)和研發(fā)。

成立數(shù)年間,微容科技MLCC產(chǎn)能持續(xù)爆發(fā),2023年已達(dá)450億片/月,2024年這一數(shù)字再次上漲至600億片/月,是中國(guó)大陸產(chǎn)銷(xiāo)量最大的MLCC供應(yīng)商。

微容科技關(guān)于產(chǎn)能擴(kuò)建的故事還在繼續(xù)書(shū)寫(xiě),2024年9月,微容科技在云浮羅定舉行微容科技智慧工廠(chǎng)奠基儀式,項(xiàng)目建成后,預(yù)計(jì)2027年年產(chǎn)能將突破9000億片大關(guān)。此外,據(jù)了解微容科技將持續(xù)投資規(guī)劃,預(yù)計(jì)2029竣工,進(jìn)一步擴(kuò)大高端MLCC產(chǎn)能,屆時(shí)年產(chǎn)能超12000億片,成為全球前三的MLCC制造商。

深耕研發(fā)

微容科技MLCC不斷完善的高端產(chǎn)品矩陣和充裕產(chǎn)能背后,是該企業(yè)對(duì)研發(fā)技術(shù)重視與積累。

微容科技創(chuàng)始人陳偉榮表示“微容科技自成立起就著重研發(fā),吸納了大量全球行業(yè)頂尖的研發(fā)型工程師?!蔽⑷菘萍脊倬W(wǎng)資料也顯示,公司連續(xù)四年研發(fā)投入占營(yíng)收比重超過(guò)10%,研發(fā)人員規(guī)模近400人,均有多年的MLCC 專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)制造經(jīng)驗(yàn)。

此外,MLCC制作難度和技術(shù)門(mén)檻很高,是材料學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)的集大成者。在原材料這一核心行業(yè)壁壘上,微容科技也積極和各領(lǐng)域優(yōu)秀伙伴合作,參與共同開(kāi)發(fā)。目前微容科技在材料、工藝、設(shè)備三大方向齊發(fā)力,持續(xù)推動(dòng)高端MLCC研發(fā)。

結(jié)語(yǔ)

作為中國(guó)大陸高端MLCC的主要供應(yīng)商,微容科技正通過(guò)其具備高容、高溫、高壓、高可靠等特性的MLCC產(chǎn)品為AI時(shí)代電子終端產(chǎn)品提供強(qiáng)有力的支持。展望未來(lái),可以預(yù)見(jiàn),如微容科技般持續(xù)滿(mǎn)足市場(chǎng)最新需求的半導(dǎo)體廠(chǎng)家,將對(duì)國(guó)內(nèi)電子產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

值得注意的是,半導(dǎo)體產(chǎn)品需求和應(yīng)用的進(jìn)步相輔相成。在國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體企業(yè)發(fā)展的過(guò)程中,也需要供應(yīng)鏈更多采用國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品,才能盡快實(shí)現(xiàn)大陸半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的自主可控,推動(dòng)整個(gè)中國(guó)電子元器件行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力提升。

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