電子發燒友網報道（文/梁浩斌）近年AI大模型的出現，引爆了AI算力需求，市場對相關算力硬件，包括服務器、交換機、AI加速卡、存儲、液冷等需求高漲。根據MIC及Trendforce測算，2023年全球AI服務器出貨量逾125萬臺，同比增長超過47%。

其中AI加速卡作為算力的核心來源，需求量暴增，今年以來我們經常可以看到各家科技公司搶購英偉達GPU的消息，這也是推動英偉達在短時間內市值飆升至全球前三的重要原因。

不過隨著GPU等AI芯片的功耗越來越高，AI加速卡、服務器也在面臨很多挑戰。在2024慕尼黑上海電子展上，村田分享了目前AI領域對于被動元件的一些新的市場需求，以及他們在AI領域的創新產品以及解決方案。

AI加速卡功耗暴增，芯片、主板面臨新挑戰

在AI計算領域，由于并行計算的需求龐大，因此傳統的CPU并不適合用于進行AI加速，而GPU等AI芯片中集成的核心數量通常多達數千個，因此可以進行大規模的并行計算，從而快速對海量數據進行處理，適合在AI領域應用。

但如今大模型等AI應用對算力的需求，推動了AI芯片算力不斷提高，與此同時帶來的是越來越高的功耗。據村田市場及業務發展統括部戰略營銷營業部高級經理盧國榮介紹，目前單AI芯片功率在300W左右，最新的設計已經超過1000W，大功率的AI芯片對于電路設計帶來新的挑戰，比如能源損耗、信號完整性、電源穩定性、外圍器件的可靠性等。

除此之外，在AI應用的需求下，AI芯片異構封裝集成的技術也成為了一個趨勢。那么這種趨勢，也給基板、MLCC電容等產品帶來技術升級需求，比如超薄型、耐高溫、可靠性高的產品等。

村田電子貿易（上海）有限公司 電容器產品技術科MLCC高級工程師高艾琳表示，目前芯片發展呈現制程越來越小的趨勢，芯片的核心電壓也越來越小，比如十多年前的芯片核心電壓在3.3V左右，但如今先進芯片的核心電壓都在1V或1V以下。核心電壓下降對于芯片的供電電源穩定性要求會變高，以往電源波動能夠接受10%以內的范圍，但如今只能接受5%甚至更小的波動，于是對于芯片外圍的電容總容量要求就提高了。

對于AI加速卡來說，由于功耗越來越高，加速卡的PCB板上有更高容量的電容。在尺寸受到限制的加速卡PCB板上，就意味著需要提高單顆電容的容量密度，以及提供更小型化大容量的電容產品。

村田面向AI加速卡和AI服務器的電容產品

在AI加速卡中，村田能夠提供的產品非常豐富，除了電容之外，還有存儲、時鐘元件、溫度監測傳感器、晶振、熱敏電阻、DC-DC等器件。

電容產品方面，村田在加速卡主板上，提供小尺寸大容量的陶瓷電容方案和聚合物鋁電容方案。據介紹，目前已經量產的MLCC產品最大可以達到330μF容量。

針對OAM模組，村田也推出了100V的電容，并將1210尺寸做到10μF的容量，0603可以達到1μF，0805也能夠達到2.2μF，相比20年前有了巨大的提升。另外，服務器主板上的小尺寸大容量電容也是村田的強項，包括0201尺寸最大可以做到10μF容量，另外主流的產品包括0402 22μF、0805 100μF等都是服務器上常用的產品規格。

在芯片封裝中也需要用到MLCC，我們平時常見的CPU上，比如AMD和英特爾的CPU底部我們都能看到一些非常小尺寸的MLCC。

在芯片封裝中集成更多電容，可以實現阻抗最優設計，同時減少板級損耗，因此電容的小型化和大容量在芯片封裝中十分重要。村田在DSC表貼電容和LSC背貼電容上都能提供不同規格的產品，其中表貼電容方面，村田注重小型化和大容量，以及大容量和低ESL兩種產品。面向大容量和低ESL的需求，村田推出了三端子電容，三端子電容是所有陶瓷電容中單體ESL最低的電容，可以在05035尺寸實現22μF的大容量。

在背貼電容方面，村田提供低厚度+低ESL的產品，包括三端子電容和長寬倒置電容都能滿足需求。長寬倒置電容高度控制在220微米，相比普通電容高度薄了一半以上，村田可以在這個厚度實現2.2uF的高容量。三端子電容方面，為了應對背貼需求，村田也開發了220微米高度的0402尺寸1uF電容。

總而言之，村田在AI服務器上，包括服務器主板、AI加速卡主板、AI芯片封裝上，都能提供完整的MLCC產品。另外村田還提供主流的聚合物鋁電容，并往低厚度、低ESR的方向開發，目前已經做到4.5mΩ 470μF。

創新“埋容”方案

以往的電容都需要貼片到主板或者芯片基板上，而村田推出了一種創新方案，將電容集成到PCB內部，村田稱之為Integrated Package Solution（內置埋容解決方案）。目前村田內置埋容方案提供三種規格。

據介紹，這種埋容方案采用了疊層工藝，內置埋容實際上也是與貼片電容一樣是不同層和不同材料組合的產品。而其中一個特點是通孔，可以直接連接埋容的頂部和底部電極，埋容電容內部有許多通孔結構，這樣的結構可以實現垂直供電，縮短封裝內供電距離，從而降低損耗。這在AI服務器主板、AI加速卡等領域都會有很大的應用空間。

內置埋容的另一個特點是有很高的容值密度，因為特殊的內置方式，厚度可以相對較大在300~500微米，所以從面積計算電容密度的話，內置埋容的容值密度是2.3~3.0μF，相比MLCC更高。當然從體積角度來計算，MLCC仍是容值密度最高的。

另外，內置埋容在DC Bisa以及溫度特性上具備優勢。從數據中可以看到，通常在電壓升高的情況下，目前市場上的常規電容會有容值下降的趨勢，而村田埋容的三種不同的尺寸容值電壓壓降的情況下是非常平穩的。

同時由于是聚合物電容，所以在高溫情況下埋容產品相比MLCC更加穩定，在高溫情況下容值能夠保持一定水平。

最后，據村田先端產品推廣科資深產品工程師王璐透露，這款產品預計在2025年下半年量產并上市。

小結：

在2024慕尼黑上海電子展上，村田還展出了通信計算、移動出行、環境+工業和健康等四大領域的產品，包括適用于光模塊應用的硅電容、DCDC＆ACDC模塊電源解決方案、慣性/超聲波傳感器、車載毫米波雷達模組、UWB模組、車載電容、鋰離子電池等多款產品。可以看到村田在目前的市場發展潮流中，通過自身技術以及可靠的制造實力，正在將優勢拓展到更多比如AI、汽車等熱門領域，期待未來能夠看到村田帶來更多創新產品。