多層片式陶瓷電容器(MLCC)是由印好電極(內電極)的陶瓷介質膜片以錯位的方式疊合起來,經過一次性高溫燒結形成陶瓷芯片,再在芯片的兩端封上金屬層(外電極),從而形成一個類似獨石的結構體,故也稱為獨石電容器。
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來源:Johanson Dielectrics
MLCC具有容量范圍寬、頻率特性好、耐高溫高壓、體積小、壽命長和成本低等優點,主要應用于電子整機的振蕩、耦合、濾波旁路電路中。目前MLCC已成為電子整機中最主要的、同時也是使用數量最多的被動片式元件,廣泛應用于汽車、手機、計算機、消費電子和家電等通訊設備和產品中。
AI服務器都是一堆顯卡芯片一起干活,芯片一開一關瞬間電流忽大忽小,電壓也跟著晃得厲害。而且新出的顯卡功耗越來越高,為了穩住電壓、瞬間補電、濾掉電流雜音,就得在顯卡和各個供電模塊周圍密密麻麻堆滿MLCC。此外AI服務器是分好幾層逐步降壓供電的。當前主流GB200服務器平臺采用多級降壓供電架構,市電經機房AC-DC整流轉換為機柜48V直流電壓,再通過板載電源模塊降壓至主板12V電壓,最終經核心供電電路壓降為GPU核心所需的0.8V超低工作電壓,多層級電壓轉換使得供電工況復雜、電壓電流波動顯著。新一代Rubin架構逐步落地800V高壓機柜方案,降壓層級或進一步增多,每一級電源轉換點位均需配套電容,這就直接讓MLCC的需求暴漲。
MLCC陶瓷粉體是MLCC(尤其是AI服務器用MLCC)的核心介質原料,其理化指標直接決定產品能否適配算力設備高溫、高頻的嚴苛工況,是實現MLCC小型化、高容、低ESR、寬溫穩的底層技術保障。陶瓷粉體分為基礎粉與配方粉,其中基礎粉以高純納米鈦酸鋇為基材,構成陶瓷介質的主體;配方粉則在基礎粉中摻雜釔、鈥、鏑等稀土類元素保證絕緣性,以及鎂、錳、釩、鉻、鉬、鎢等添加劑保證溫度穩定性和可靠性,上述添加劑必須與鈦酸鋇粉形成均勻分布,以控制電介質陶瓷材料在燒結過程中的微觀結構及電氣特征。
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MLCC產業鏈 來源:中泰證券研究所
AI服務器用的MLCC標準比手機、家電這類普通電子產品嚴很多,進而對陶瓷粉體形成雙重驅動。
一是粒徑要求更細,驅動陶瓷粉體向納米級、高純度方向升級。粉末要做得更細,廠商得往納米級、高純度方向升級,AI服務器里的MLCC介質層做得特別薄,現在主流粉末顆粒大小要控制在100納米左右,普通消費電子產品用的粉末大多200納米以上。想要做出這種超細粉末,廠家得吃透納米鈦酸鋇的制作工藝,精準把控顆粒大小均勻度,還要做好粉末分散,不然細顆粒容易結塊,電容內部就會出現瑕疵,直接影響性能。
二是疊層數倍增,驅動陶瓷粉體用量與成本占比大幅提升。AI用的大容量MLCC電容,外殼大小不變,想裝更多電量,只能多疊陶瓷薄片。普通電子產品里的MLCC只疊50到100層,而AI服務器用的大容量款普遍疊500到1000層,頂尖產品甚至做到1300–1600層。每一層薄片的原料都是鈦酸鋇粉末調配出來的,層數翻好幾倍,一顆電容要用的陶瓷粉末就大幅變多。這也讓陶瓷粉末占到這款大容量電容總成本的四成上下,成為成本占比最大的原材料。
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AI服務器MLCC陶瓷粉體需求量及市場規模測算來源:中泰證券研究所
據中泰證券研究所測算,2025-2030年AI服務器MLCC陶瓷粉體的市場規模將從4.5億元迅速增長至近56億元,CAGR為65%。考慮到供需趨緊或粉體指標迭代升級、技術挑戰加劇,粉體價格或繼續有所上漲,進一步擴大粉體市場規模,在2030年AI服務器MLCC陶瓷粉體漲價50%/100%/200%的情形下,分別對應84/111/167億元的陶瓷粉體市場規模,產業前景非常可觀。
參考來源:
JohansonDielectrics,三星電機,中泰證券研究所
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