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看AI风潮下,高端MLCC为高算力CPU/GPU保驾护航

2025/11/14
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PART.01—AI兴起,MLCC面临挑战

AI兴起的环境下,当前GPU、CPU对高算力需求迫切,MLCC也要同步优化其特性护航GPU、CPU的使用安全。

如何做到这一点,要先从服务器的工作原理说起。服务器供应电流是48V或54V的直流电源,GPU、CPU的供应电流主要是12V或者更高,中间需要多路电源转变。过程中,工程师很关心电路的用电安全怎么保障?如何去除高频噪音,为GPU、CPU提供稳定电流是MLCC当下要解决的问题。

图源:YOLE

另一方面,GPU、CPU的需求正以每年10%甚至更高的速率增长,同时,由于算力的提升,GPU和CPU所需的晶管数量增多,功耗也快速上升。英伟达H100的晶体管数量在800亿支以上,英伟达最新推出的GB 200 ,晶体管更是达到了2000亿支以上,海量的晶体管需要更大功率的电路系统来支撑工作。

之前一个GPU的工作功率大概是100多瓦,现在工作功率起码涨了七八倍。为了满足新算力需求下的GPU工作需求,GPU板子除了核心芯片,周边全是电容器件,一个板子的电容数量可能超过1200个。有工程师表示,目前GPU的核心元件其实不是芯片,而是电容,电容是保障GPU正常工作的关键器件。

而电容之所以需要这么多,是因为DrMOS本身输出的电压波形,无论空载还是满载都有纹波和杂波。同时,CPU工作时有轻载和重载切换,电压会跌落,且有高频谐波和杂音,此时都需要电容发挥稳定电压的作用。

GPU/CPU 对电路中电压下降、功率上涨的变化,对电容的工作提出了更高要求,主要有四个方面:一是电容要在更小体积中实现更大容值,高算力GPU/CPU需要的电容数量更多,容量更大,在面积有限的板子上,更小的大容量电容才能满足需求;二是电容需要承受更高的工作温度,电压下降,功率上涨,使得电路系统的电流大增,温度也随之提升;三是能忍受大电流所带来的大纹波,需要超低 ESR;四是GPU/CPU工作频率的提升需要电容能提供低ESL,高的自谐振频率SRF。

PART.02—微容高端MLCC护航AI CPU/GPU

MLCC(Multilayer Ceramic Capacitors的简称),也叫贴片电容,是由印好电极(内电极)的陶瓷介质膜片以错位的方式,多层叠合起来,经过一次性高温烧结形成陶瓷芯片,再在芯片的两端封上金属层(外电极),从而形成一个类似独石的结构体,故也叫独石电容器

整体上来看,MLCC制作难度和技术门槛很高,是材料学、物理学、化学的集大成者。国内 MLCC起步较晚,但随着国内企业制造业水平提高,包括设备、工装夹具、材料等行业进步,电容也在不断发展。

微容科技作为国内领先的MLCC原厂,公司在和材料商等各领域优秀合作伙伴共同开发,协同推动国产电容的发展;在材料制备方面拥有国内先进、国际一流的设备,目前能做到100 纳米级别产品,未来会更精细。在叠层技术上也很先进,能在小颗粒里叠 1200层。

为满足高算力GPU/CPU需求,微容科技对应研发了高端MLCC。

针对高算力GPU/CPU使用场景中对电容的要求变化,微容科技采取了一系列措施优化电容生产:电容需要小体积大容量,微容科技就通过更细的陶瓷粉料、超薄更高层的承受获得更大电容值;要承受高温,就采用125℃甚至135℃高温瓷料制造产品;并通过特殊的工艺和结构设计,满足高端电容所需的超低ESR,大的纹波能力和低ESL、高的自谐振频率SRF性能需求。

AMD 新发布的 AI 芯片上,我们也观察到有很多低串联检测电感的电容在保障系统工作。市场还在对小面积大容量的电容提出更为极致的要求,未来给 GPU供电可能发展到在 GPU 背面直接垂直供电,微容科技也持续在为此开发更薄、容值更大的电容。

除了 AI 服务器,马斯克近期发布的Cybercab与Robovan无线充电所采用的C0G高压谐振电容、机器人DC-DC电源模块中的低压C0G谐振电容,在这些热门前沿应用中,微容科技产品也有相关布局。

整体来说,微容科技可以为AI各类设备与终端提供高容、高温、高压、高可靠的MLCC一站式解决方案。

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广东微容电子科技股份有限公司位于广东省罗定市,主营被动电子元器件MLCC,是中国高端MLCC主要制造企业。 微容科技创始人陈伟荣是改革开放后中国电子行业最早的开拓者之一,曾任康佳集团总裁7年,因看好基础元器件产业在中国的发展,2000年开始进入MLCC行业,20年心深耕,带领出了一支专业成熟的MLCC技术研发及运营管理团队。 基于对行业的深入认识,微容科技自成立起定位做高端MLCC,全面布局生产车间、先进设备、尖端人才和管理平台等资源,快速突破高容量、车规、高频、超微型等高端系列MLCC,成为高端系列主力供应商之一。 罗定微容科技园总规划投资120亿元人民币,其中一期投资40亿元,2023年完成投资。目前微容科技二期智慧工厂已动工建设,投资30亿元,预计2026年完成投资。届时总年产能超过9000亿片,扩产高容量及车规MLCC,成为大中华地区领先MLCC制造商。三期规划投资50亿元,2029年完成投资年产能超过12000亿片,成为全球前三的MLCC制造商。 微容科技在高端MLCC的成果和前景,得到了电子行业的高度认可,已配合众多电子行业的龙头企业。自2020年起,微容科技已成为国内销量最大的MLCC制造商,并继续扩大领先优势。 扎根于高端制造产业的微容,坚持用匠心做好产品,快速跻身全球MLCC一线厂商,为中国高端制造电子产业的规模化、产业化打下坚实的基础,为全球电子科技产业的发展提供有力的资源保证。