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AI浪潮来袭,高端MLCC陶瓷粉崛起

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多层片式陶瓷电容器(MLCC)是由印好电极(内电极)的陶瓷介质膜片以错位的方式叠合起来,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,故也称为独石电容器。


来源:Johanson Dielectrics

MLCC具有容量范围宽、频率特性好、耐高温高压、体积小、寿命长和成本低等优点,主要应用于电子整机的振荡、耦合、滤波旁路电路中。目前MLCC已成为电子整机中最主要的、同时也是使用数量最多的被动片式元件,广泛应用于汽车、手机、计算机、消费电子和家电等通讯设备和产品中。

AI服务器都是一堆显卡芯片一起干活,芯片一开一关瞬间电流忽大忽小,电压也跟着晃得厉害。而且新出的显卡功耗越来越高,为了稳住电压、瞬间补电、滤掉电流杂音,就得在显卡和各个供电模块周围密密麻麻堆满MLCC。此外AI服务器是分好几层逐步降压供电的。当前主流GB200服务器平台采用多级降压供电架构,市电经机房AC-DC整流转换为机柜48V直流电压,再通过板载电源模块降压至主板12V电压,最终经核心供电电路压降为GPU核心所需的0.8V超低工作电压,多层级电压转换使得供电工况复杂、电压电流波动显著。新一代Rubin架构逐步落地800V高压机柜方案,降压层级或进一步增多,每一级电源转换点位均需配套电容,这就直接让MLCC的需求暴涨。

MLCC陶瓷粉体是MLCC(尤其是AI服务器用MLCC)的核心介质原料,其理化指标直接决定产品能否适配算力设备高温、高频的严苛工况,是实现MLCC小型化、高容、低ESR、宽温稳的底层技术保障。陶瓷粉体分为基础粉与配方粉,其中基础粉以高纯纳米钛酸钡为基材,构成陶瓷介质的主体;配方粉则在基础粉中掺杂钇、钬、镝等稀土类元素保证绝缘性,以及镁、锰、钒、铬、钼、钨等添加剂保证温度稳定性和可靠性,上述添加剂必须与钛酸钡粉形成均匀分布,以控制电介质陶瓷材料在烧结过程中的微观结构及电气特征。


MLCC产业链 来源:中泰证券研究所

AI服务器用的MLCC标准比手机、家电这类普通电子产品严很多,进而对陶瓷粉体形成双重驱动。

一是粒径要求更细,驱动陶瓷粉体向纳米级、高纯度方向升级。粉末要做得更细,厂商得往纳米级、高纯度方向升级,AI服务器里的MLCC介质层做得特别薄,现在主流粉末颗粒大小要控制在100纳米左右,普通消费电子产品用的粉末大多200纳米以上。想要做出这种超细粉末,厂家得吃透纳米钛酸钡的制作工艺,精准把控颗粒大小均匀度,还要做好粉末分散,不然细颗粒容易结块,电容内部就会出现瑕疵,直接影响性能。

二是叠层数倍增,驱动陶瓷粉体用量与成本占比大幅提升。AI用的大容量MLCC电容,外壳大小不变,想装更多电量,只能多叠陶瓷薄片。普通电子产品里的MLCC只叠50到100层,而AI服务器用的大容量款普遍叠500到1000层,顶尖产品甚至做到1300–1600层。每一层薄片的原料都是钛酸钡粉末调配出来的,层数翻好几倍,一颗电容要用的陶瓷粉末就大幅变多。这也让陶瓷粉末占到这款大容量电容总成本的四成上下,成为成本占比最大的原材料。


AI服务器MLCC陶瓷粉体需求量及市场规模测算来源:中泰证券研究所

据中泰证券研究所测算,2025-2030年AI服务器MLCC陶瓷粉体的市场规模将从4.5亿元迅速增长至近56亿元,CAGR为65%。考虑到供需趋紧或粉体指标迭代升级、技术挑战加剧,粉体价格或继续有所上涨,进一步扩大粉体市场规模,在2030年AI服务器MLCC陶瓷粉体涨价50%/100%/200%的情形下,分别对应84/111/167亿元的陶瓷粉体市场规模,产业前景非常可观。

参考来源:

JohansonDielectrics,三星电机,中泰证券研究所

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