个中AI加速卡作为算力的核心来源,需求量暴增,今年以来我们常常可以看到各家科技公司抢购英伟达GPU的,这也是推动英伟达在短韶光内市值飙升至环球前三的主要缘故原由。
不过随着GPU等AI芯片的功耗越来越高,AI加速卡、做事器也在面临很多寻衅。在2024慕尼黑上海电子展上,村落田分享了目前AI领域对付被动元件的一些新的市场需求,以及他们在AI领域的创新产品以及办理方案。
在AI打算领域,由于并行打算的需求弘大,因此传统的CPU并不适宜用于进行AI加速,而GPU等AI芯片中集成的核心数量常日多达数千个,因此可以进行大规模的并行打算,从而快速对海量数据进行处理,适宜在AI领域运用。

但如今大模型等AI运用对算力的需求,推动了AI芯片算力不断提高,与此同时带来的是越来越高的功耗。据村落田市场及业务发展统括部计策营销业务部高等经理卢国荣先容,目前单AI芯片功率在300W旁边,最新的设计已经超过1000W,大功率的AI芯片对付电路设计带来新的寻衅,比如能源损耗、旗子暗记完全性、电源稳定性、外围器件的可靠性等。
除此之外,在AI运用的需求下,AI芯片异构封装集成的技能也成为了一个趋势。那么这种趋势,也给基板、MLCC电容等产品带来技能升级需求,比如超薄型、耐高温、可靠性高的产品等。
村落田电子贸易(上海)有限公司 电容器产品技能科MLCC高等工程师高艾琳表示,目前芯片发展呈现制程越来越小的趋势,芯片的核心电压也越来越小,比如十多年前的芯片核心电压在3.3V旁边,但如今前辈芯片的核心电压都在1V或1V以下。核心电压低落对付芯片的供电电源稳定性哀求会变高,以往电源颠簸能够接管10%以内的范围,但如今只能接管5%乃至更小的颠簸,于是对付芯片外围的电容总容量哀求就提高了。
对付AI加速卡来说,由于功耗越来越高,加速卡的PCB板上有更高容量的电容。在尺寸受到限定的加速卡PCB板上,就意味着须要提高单颗电容的容量密度,以及供应更小型化大容量的电容产品。
村落田面向AI加速卡和AI做事器的电容产品在AI加速卡中,村落田能够供应的产品非常丰富,除了电容之外,还有存储、时钟元件、温度监测传感器、晶振、热敏电阻、DC-DC等器件。
电容产品方面,村落田在加速卡主板上,供应小尺寸大容量的陶瓷电容方案和聚合物铝电容方案。据先容,目前已经量产的MLCC产品最大可以达到330μF容量。
针对OAM模组,村落田也推出了100V的电容,并将1210尺寸做到10μF的容量,0603可以达到1μF,0805也能够达到2.2μF,比较20年前有了巨大的提升。其余,做事器主板上的小尺寸大容量电容也是村落田的强项,包括0201尺寸最大可以做到10μF容量,其余主流的产品包括0402 22μF、0805 100μF等都是做事器上常用的产品规格。
在芯片封装中也须要用到MLCC,我们平时常见的CPU上,比如AMD和英特尔的CPU底部我们都能看到一些非常小尺寸的MLCC。
在芯片封装中集成更多电容,可以实现阻抗最优设计,同时减少板级损耗,因此电容的小型化和大容量在芯片封装中十分主要。村落田在DSC表贴电容和LSC背贴电容上都能供应不同规格的产品,个中表贴电容方面,村落田看重小型化和大容量,以及大容量和低ESL两种产品。面向大容量和低ESL的需求,村落田推出了三端子电容,三端子电容是所有陶瓷电容中单体ESL最低的电容,可以在05035尺寸实现22μF的大容量。
在背贴电容方面,村落田供应低厚度+低ESL的产品,包括三端子电容和长宽颠倒电容都能知足需求。长宽颠倒电容高度掌握在220微米,比较普通电容高度薄了一半以上,村落田可以在这个厚度实现2.2uF的高容量。三端子电容方面,为了应对背贴需求,村落田也开拓了220微米高度的0402尺寸1uF电容。
总而言之,村落田在AI做事器上,包括做事器主板、AI加速卡主板、AI芯片封装上,都能供应完全的MLCC产品。其余村落田还供应主流的聚合物铝电容,并往低厚度、低ESR的方向开拓,目前已经做到4.5mΩ 470μF。
创新“埋容”方案以往的电容都须要贴片到主板或者芯片基板上,而村落田推出了一种创新方案,将电容集成到PCB内部,村落田称之为Integrated Package Solution(内置埋容办理方案)。目前村落田内置埋容方案供应三种规格。
据先容,这种埋容方案采取了叠层工艺,内置埋容实际上也是与贴片电容一样是不同层和不同材料组合的产品。而个中一个特点是通孔,可以直接连接埋容的顶部和底部电极,埋容电容内部有许多通孔构造,这样的构造可以实现垂直供电,缩短封装内供电间隔,从而降落损耗。这在AI做事器主板、AI加速卡等领域都会有很大的运用空间。
内置埋容的另一个特点是有很高的容值密度,由于分外的内置办法,厚度可以相对较大在300~500微米,以是从面积打算电容密度的话,内置埋容的容值密度是2.3~3.0μF,比较MLCC更高。当然从体积角度来打算,MLCC仍是容值密度最高的。
其余,内置埋容在DC Bisa以及温度特性上具备上风。从数据中可以看到,常日在电压升高的情形下,目前市场上的常规电容会有容值低落的趋势,而村落田埋容的三种不同的尺寸容值电压压降的情形下是非常平稳的。
同时由于是聚合物电容,以是在高温情形下埋容产品比较MLCC更加稳定,在高温情形下容值能够保持一定水平。
末了,据村落田先端产品推广科资深产品工程师王璐透露,这款产品估量在2025年下半年量产并上市。
小结在2024慕尼黑上海电子展上,村落田还展出了通信打算、移动出行、环境+工业和康健等四大领域的产品,包括适用于光模块运用的硅电容、DCDC&ACDC模块电源办理方案、惯性/超声波传感器、车载毫米波雷达模组、UWB模组、车载电容、锂离子电池等多款产品。可以看到村落田在目前的市场发展潮流中,通过自身技能以及可靠的制造实力,正在将上风拓展到更多比如AI、汽车等热门领域,期待未来能够看到村落田带来更多创新产品。