其實(shí)仔細(xì)想想，即便不談計(jì)算之外的環(huán)節(jié)，一塊顯卡或AI加速卡上，涉及的組件的確不單是中間那片計(jì)算大die及其周邊的存儲器，還有芯片封裝和板子上的各類其他構(gòu)成要素，包括信號、供電及各類被動器件。WTfesmc

所以今年慕尼黑上海電子展上，村田召開媒體會的主題就是圍繞Computing（計(jì)算）話題的HPC AI市場。村田在AI加速卡市場提供包括在芯片、封裝及主板之上的相關(guān)組件產(chǎn)品如下圖：WTfesmc

WTfesmc

WTfesmc

顯然生成式AI的大熱，也將帶動村田這類行業(yè)角色的增長曲線上揚(yáng)。這次媒體會上，村田主要介紹的是其MLCC陶瓷電容產(chǎn)品，以及一類可能很快就要在HPC AI市場上發(fā)光發(fā)熱的硬貨：內(nèi)置埋容。WTfesmc

一種新型“內(nèi)置埋容”方案

這種名為“內(nèi)置埋容”的新品被村田稱作“Integrated package solution（集成封裝解決方案）”，通俗解釋“capacitor embedded substrates（嵌入到基板中的電容）”。村田工程師介紹說，內(nèi)置埋容就是聚合物鋁電容+疊層基板（substrate）構(gòu)成的新產(chǎn)品。WTfesmc

埋容的電容量密度大約在2.5-3.0μF/mm²范圍，厚度約350μm。這里的容值密度按面積來計(jì)，故而表現(xiàn)出埋容解決方案的容量密度更大。實(shí)際以體積來計(jì)，MLCC依然有著最高的容量密度。WTfesmc

內(nèi)置埋容產(chǎn)品主要有兩大特點(diǎn)，其一是pad結(jié)構(gòu)內(nèi)部集成了通孔，有了通孔，也就能自上而下進(jìn)行基板不同用途的直接連接。其次，埋容在DC bias（直流偏壓）和溫度特性上有優(yōu)勢。WTfesmc

WTfesmc

村田工程師將3種不同尺寸規(guī)格的埋容方案，與MLCC做了不同偏置電壓與不同溫度下，容值變化的對比。在不同偏置電壓下，埋容表現(xiàn)出相對平穩(wěn)的容值；而在高溫下，其容值穩(wěn)定性也優(yōu)于一般的MLCC。WTfesmc

村田認(rèn)為，基于埋容的形態(tài)和特性，這種產(chǎn)品非常適合用在HPC AI服務(wù)器中的AI加速卡上。因?yàn)閿?shù)據(jù)中心AI服務(wù)器越來越追求更高的效率和更低的功耗。WTfesmc

盧國榮（村田電子貿(mào)易(深圳)有限公司市場及業(yè)務(wù)發(fā)展統(tǒng)括部戰(zhàn)略營銷營業(yè)部高級經(jīng)理）在媒體會上提到AI帶來的挑戰(zhàn)主要就是高功耗——這的確也是時(shí)下HPC AI最熱的話題之一。WTfesmc

之所以說埋容方案有利于實(shí)現(xiàn)節(jié)能、降低功耗，其中一大原因是村田相信，未來AI加速卡會走向垂直供電（Vertical Power Delivery）方案。而在傳統(tǒng)方案下，供電模塊和計(jì)算die位于加速卡的同一側(cè)。WTfesmc

WTfesmc

為實(shí)現(xiàn)節(jié)能，應(yīng)當(dāng)盡可能縮短主die和供電模組之間的走線距離，這么做還能提升供電效率。所以垂直供電方案應(yīng)運(yùn)而生，在此方案下，供電模組位于主板另一側(cè)。原本這個(gè)位置的MLCC電容就基本沒什么放置空間了，埋容技術(shù)即可展現(xiàn)優(yōu)勢。WTfesmc

在供電模組和主IC的封裝基板內(nèi)，都內(nèi)置埋容，“提供大容值的電容”。工程師告訴我們，這種垂直供電方案明后年就會看到對應(yīng)的市場需求。WTfesmc

比較遺憾的是，村田暫未對外披露有關(guān)埋容相較MLCC，功耗和成本的具體數(shù)值。不過工程師在答記者問時(shí)提到，“比如100個(gè)MLCC都要做SMT焊接，如果用埋容方案可能只需要1片。”更系統(tǒng)的成本對比大概還有商榷的余地，“不能只看器件成本的簡單對比”。WTfesmc

村田預(yù)計(jì)會在明年下半年開始量產(chǎn)這種內(nèi)置埋容產(chǎn)品。主推的產(chǎn)品會有3種不同尺寸規(guī)格，其容值密度、厚度和耐溫耐壓特性都是一致的。WTfesmc

村田工程師說，村田可以根據(jù)客戶需求提供不同的供貨方式，比如僅提供埋容技術(shù)的產(chǎn)品，由客戶來埋；或者客戶也可以選擇將PCB、基板出貨給村田，由村田來完成埋容的嵌入操作。“我們也會對最終PCB產(chǎn)品做可靠性、性能等相關(guān)測試。”WTfesmc

適用于AI市場的MLCC

除了埋容這種面向未來的解決方案，村田的聚合物鋁電容和MLCC陶瓷電容同樣是AI市場的剛需。以下是村田面向該市場提供的電容產(chǎn)品的產(chǎn)品線：WTfesmc

WTfesmc

其中聚合物鋁電容是AI加速卡市場使用相當(dāng)廣泛的產(chǎn)品——尤其在考慮到價(jià)格、性價(jià)比等因素時(shí)。工程師表示，村田的470μF聚合物鋁電容產(chǎn)品也在朝著low ESR的方向發(fā)展。WTfesmc

和埋容方案的比較已經(jīng)展示了，MLCC的容值雖然會受到DC Bias和溫度變化的影響，但一方面“村田官網(wǎng)會標(biāo)注每顆料的變化特性”，另一方面其ESR相較聚合物電容具備長期穩(wěn)定性。WTfesmc

此外對于更追求容量密度的AI加速卡，MLCC也更適用：大算力芯片需求高功率，芯片制造工藝技術(shù)提升帶來更低的核電壓，則意味著對紋波大小有更嚴(yán)苛的要求，以及需要更大的電流。WTfesmc

WTfesmc

也就是說，在AI加速卡尺寸固定的情況下，需要更高的電容量，則意味著對更高容量密度的追求。“這要求我們提供更小型化、大容量的產(chǎn)品”。盧國榮總結(jié)，面向AI加速卡市場時(shí)，村田的元器件解決方案主要看重兩點(diǎn)：高可靠性、高容量密度。WTfesmc

工程師則告訴我們，村田的MLCC開發(fā)包括100V和中低電壓電容。100V MLCC面向現(xiàn)在比較常見的OAM模組——這類模組的供電通常是48V。“20年前，1210"的MLCC還只能做到1μF電容量，現(xiàn)在1210"已經(jīng)可以做到10μF了；村田目前能做的還包括0603"/1μF，0805"/2.2μF。”WTfesmc

中低電壓MLCC產(chǎn)品“更是村田的強(qiáng)項(xiàng)”，0201"尺寸電容的容量可達(dá)10μF——“這是村田0201尺寸做到的容量最大的電容產(chǎn)品”，另外還包括0402"/22μF, 0805"/100μF規(guī)格，“都已經(jīng)在服務(wù)器上大量使用”。WTfesmc

此外，村田工程師特別談到用于芯片封裝基板上方（die側(cè)）的表貼電容（DSC）和下方（BGA側(cè)）的背貼電容（LSC）組合方案。表貼電容追求小型化大容量，以及Low ESL；背貼電容除了Low ESL要求外，還追求低厚度。WTfesmc

WTfesmc

“用更多電容，可以實(shí)現(xiàn)阻抗的最優(yōu)設(shè)計(jì)。”工程師表示，“反映到阻抗曲線上，大容量電容優(yōu)化低頻阻抗，lowESL電容優(yōu)化高頻阻抗。”“另外，并聯(lián)更多電容也讓ESR更低。”村田對應(yīng)提供和推薦的產(chǎn)品如上圖所示，其中涵蓋長寬倒置電容和3端子電容——尤其在背貼電容位置，220μm高度的3端子電容可選0402"/1μF，長寬倒置電容可選0204''/2.2uF產(chǎn)品。WTfesmc

在Low ESL實(shí)現(xiàn)方面，長寬倒置電容和3端子電容，相比傳統(tǒng)的2端子電容也有明顯的優(yōu)勢。“電流通路的長短決定了ESL的大小。長寬倒置電容將電極位置倒了過來，電流通路也就更短；并且Pad變大以后，從整體上來看ESL也就變小了；3端子電容有4條通路，端子和端子間的距離很短，所以3端子電容在高頻下的ESL是最低的。”WTfesmc

WTfesmc

具體到應(yīng)用上，媒體會上村田著重介紹了3端子MLCC方案、100V高容MLCC，和100μF以上的MLCC。WTfesmc

比如工程師提到一個(gè)3端子MLCC可以替代多個(gè)2端子MLCC，顯著減少占板面積，并因此有效縮短了主芯片和PMIC之間的距離，降低損耗；100V高容MLCC可用于OAM模組；以及100μF以上MLCC，相較聚合物電容在low ESR、容量密度方面的顯著優(yōu)勢...具體到產(chǎn)品，本文不做詳述。WTfesmc

WTfesmc

總的來說，村田認(rèn)為中國AI市場規(guī)模龐大。盧國榮援引統(tǒng)計(jì)機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)顯示，中國國內(nèi)不僅AI大模型數(shù)量多，而且AI芯片市場快速增長，“從2018年到2025年，CAGR增長率接近70%。”盧國榮談到，“村田的Computing市場涵蓋CPU和各種XPU，乃至網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、光模組等。”WTfesmc

“村田會幫助客戶設(shè)計(jì)性能更好、尺寸更小、長期可靠的產(chǎn)品，這也是村田的重點(diǎn)方向。”他在提及村田于中國AI市場的態(tài)度時(shí)說，“我們和行業(yè)頭部企業(yè)都有長遠(yuǎn)的商業(yè)合作。我們也會提前收集客戶的需求，適配我們的新產(chǎn)品開發(fā)。”WTfesmc

基于搭載包括GPU在內(nèi)的AI加速器的服務(wù)器出貨量，及其在整個(gè)服務(wù)器市場的占比還在逐年攀升，以及單臺服務(wù)器正容納越來越多的AI加速卡。以村田在被動器件市場的地位，想必村田在AI飛速發(fā)展的時(shí)代也將收獲頗豐——尤其考慮到還有埋容這樣的殺手級產(chǎn)品即將走向AI加速卡市場。WTfesmc