電子發燒友網報道(文/黃山明)當AI服務器以每秒萬億次的算力順暢驅動大模型訓練,當邊緣AI設備在極端溫度環境中穩定運行時,一個易被忽視的核心元器件正默默承受著高頻功率波動與極端溫度沖擊的雙重考驗——這就是電容器。
在GaN(氮化鎵)、SiC(碳化硅)等第三代半導體被廣泛應用的當下,其高頻開關、耐高溫、耐高壓的特性對配套電容器提出了新要求,包括高容量密度、低等效串聯電阻(ESR)、耐大紋波電流等。作為深耕被動元器件領域的高新技術企業,永銘電子憑借核心電容技術,打通了第三代半導體落地應用的“最后一公里”。
從“國產替代”到“技術引領”:永銘的品牌躍遷
過去很長一段時間,中國電容器市場以國外品牌為主導,尤其是日本企業。相關報告顯示,村田(Murata)、太陽誘電(TAIYO YUDEN)、TDK、京瓷(Kyocera)、尼吉康(Nichicon)、紅寶石(Rubycon)等日本廠商,在高端電容器領域(特別是片式多層陶瓷電容器MLCC和鋁電解電容)長期占據全球及國內市場主導地位。
永銘電子自創立之初,便確立了“為國爭光”的目標,將產品性能對標行業最高標準的日系同行。在技術研發上,永銘持續推動產品小型化、薄型化、輕量化,在相同電壓、容量規格下實現更小體積。為此,公司持續投入新材料、新工藝研發,形成了獨具優勢的“小型化”技術基因,并順勢切入GaN、LED、車載、無線充電等“對體積要求嚴苛”的場景。
值得一提的是,永銘以“電容應用,有困難找永銘”為口號,致力于為客戶提供可靠、高效且具備國際競爭力的電容解決方案。
同時,永銘與客戶保持緊密聯動,以客戶需求為導向開展引導性研發,積累了眾多成功案例:配合GaN方案設計,將同電壓、同容量產品體積縮減近一半;與韓國企業合作,按其核心需求定制開發產品;為京東方解決低溫環境下電容器體積大、耐低溫能力不足的問題;協助劍橋科技定制無線通信相關產品——該定制需求曾遍尋全球(含日系)供應商無果,最終由永銘電子成功攻克。
目前,永銘已與納微半導體、英飛凌、安森美、兆易創新等國內外頭部功率半導體廠商深度協同,共同定義新一代電容器標準。公司實現多項技術突破:在貼片型電容器領域,較早實現從低壓到高壓的全電壓范圍覆蓋;構建了從基礎品類到貼片型電容器的多元化產品線,兼具豐富性與前瞻性,可針對市場重點需求快速提供解決方案。
除持續深耕產品小型化外,永銘電子堅定推進國產化替代,目標直指高端市場,拒絕與國內同行在低端領域內卷。
過去,國產元器件在汽車、工業、通信等涉及安全與可靠性的高端應用領域長期面臨信任壁壘。據永銘電子相關人士透露,數年前,國內部分汽車行業龍頭企業對國產電容器缺乏信心,寧愿選用價格更高、供貨周期更長的進口產品。
經過長期市場驗證與技術積累,永銘產品憑借穩定的質量、定制化能力和優異的實際應用表現,逐漸贏得客戶認可。如今,這些汽車頭部企業已主動邀請永銘參與項目研發,態度實現根本性轉變。
此外,部分國際大客戶因日系供應商出現質量事故、響應遲緩、設計僵化等問題,轉而選擇永銘等國產廠商。值得注意的是,日系廠商往往采用“封閉式設計授權”模式,僅提供固定規格電容器,不允許客戶在設計端靈活調整——這在快速迭代的新興應用場景中成為明顯短板。
這一變化讓永銘深刻認識到,日系廠商并非完美無缺,其傳統優勢正受到國產廠商在靈活性、響應速度和持續創新能力上的挑戰。盡管仍需借鑒日系廠商在工藝精細化和可靠性控制上的經驗,但國產廠商已具備在高端市場與之正面競爭的實力。
破局第三代半導體落地核心場景
在第三代半導體應用領域,永銘電子針對相關應用的特性,與納微半導體、英偉達、兆易創新、英飛凌、安森美等前沿客戶深度協同,打造了一系列問題解決型電容方案,全面覆蓋AI服務器、新能源、軌道交通、電機驅動四大核心場景。
AI服務器:適配高頻GaN,兼顧功率與空間
在AI服務器領域,高頻GaN器件的應用使電源模塊功率密度大幅提升,但也帶來兩大核心難題:一是開關頻率升高導致紋波電流激增,對電容的耐紋波能力和高頻ESR提出極致要求;二是服務器機箱集成多GPU與高速互聯模塊,對電容體積控制極為嚴苛。

IDC3系列:450V 1400μF,尺寸30×70mm
永銘與納微半導體協同開發AI服務器電源解決方案,推出IDC3系列服務器專用電容。該產品通過內部材料革新、結構優化及多極耳并聯設計,實現單位體積容值提升30%。在相同額定電壓(如500Vdc)下,φ30×70mm的尺寸可實現1400μF容值,較常規產品提升70%;憑借低ESR設計,其在105℃環境下的額定紋波電流達19Arms@100kHz,可輕松應對GaN高頻開關產生的電流沖擊。

SLF系列方形鋰離子超級電容
針對英偉達GB300 AI服務器的電池備份單元(BBU)需求,永銘創新推出SLF系列鋰離子超級電容。面對GPU負載突變時150%的瞬時功率沖擊、機箱空間緊湊、數據中心35℃+高溫環境三大痛點,該產品采用全極耳卷繞工藝將內阻壓縮至<1mΩ,實現毫秒級響應;通過石墨烯改性電極與方形緊湊設計(150.2×93.2×17.8mm),在有限體積內實現4500F超大容量;支持-30℃~70℃寬溫運行與100萬次循環壽命,最終構建“超級電容+BBU”混合儲能架構,使整機體積減少50%-70%,重量減輕50%-60%,完美匹配GB300的高功率密度需求。
新能源:應對高紋波,保障充電樁長壽命
在新能源汽車直流充電樁領域,SiC器件的應用使功率因數校正(PFC)模塊開關頻率提升至70kHz,輸入側紋波電流有效值激增至17A以上。而電容器芯子溫度每升高10℃壽命便減半,傳統電容難以滿足10-20年的使用壽命要求。

CW6系列:500V 390μF,尺寸30×45mm
永銘為兆易創新3.5kW充電樁方案提供CW6系列電容,通過內部多極耳并聯結構降低ESR與等效串聯電感(ESL),在30×45mm尺寸下實現500V 390μF容值。實測數據顯示,該產品高頻ESR僅7mΩ(常規電容約12mΩ),損耗降低42%;承載能力提升33%,可輕松應對7kW及以上功率等級在70kHz頻率下的17A紋波應力。相較于同類產品,其體積減少36.11%,且單顆即可滿足20A紋波需求,無需并聯使用,在簡化物料清單(BOM)的同時提升了系統功率密度。
軌道交通:耐寬溫抗沖擊,替代日系電容
英飛凌的GaN MOS器件主要適配軌道交通領域的軌道電源,但其面臨三大核心挑戰:開關頻率高(紋波電流>6A)、工作溫域寬、體積需縮小60%。此前采用的日系電容甚至出現低溫鼓包失效問題。

LK系列:450V 68μF,尺寸16×25mm
永銘LK系列高頻低阻電容針對性解決上述痛點,具備超低ESR(≤95mΩ),從根源減少高頻工作時的自發熱;通過優化電極與電解液配方,使其在-40℃低溫環境下容衰率控制在-10%以內,105℃環境下壽命可達12000小時,徹底解決低溫鼓包問題;耐紋波電流達7.8A,可輕松適配GaN高頻開關工況。該方案在高低溫循環測試中通過率100%,滿足軌道交通行業10年以上運營要求,電源轉換效率提升1%-2%,以更優的性能和可靠性,實現對日系電容的高性價比替代。
電機驅動:超低電感,適配SiC高頻特性
在安森美300kW電機控制器場景中,SiC器件開關頻率>20kHz、電壓變化率(dV/dt)>50V/ns,需電容ESL<10nH以抑制電壓尖峰;電機艙環境溫度>105℃,要求電容在125℃下壽命超3000小時;同時電驅系統高度集成,需電容體積減少40%以上,且需承受強烈振動以滿足整車30萬公里壽命要求。

金屬化聚丙烯薄膜電容器
永銘定制化薄膜電容器采用多引腳+疊層的內部結構,ESL可定制至<3.5nH,能有效吸收SiC開關產生的電壓尖峰;選用玻璃化轉變溫度(Tg)≥145℃的高溫型CPP介質材料,125℃下壽命超1萬小時;方形緊湊結構可直接集成于疊層母排,單位體積容量提升30%,助力電驅系統功率密度突破45kW/L。最終實現電驅系統效率達98.5%以上、體積減少35%、重量減輕30%,電容溫升<15K,完美匹配整車可靠性需求。
從上述合作案例可見,永銘的核心合作模式并非被動供貨,而是主動協同——提前介入客戶研發環節,根據第三代半導體器件參數及應用場景工況共同定義產品指標,通過快速樣品迭代與嚴苛測試驗證,最終提供“器件-電容-系統”高度匹配的整體解決方案。
穩定可靠的交付保障體系
高端電容器普遍存在交期長、良率提升難度大等問題。為應對復雜的交付挑戰,永銘電子采用類似豐田“后拉式”(Pull System)的精益生產模式,強調按需生產、低庫存、快速響應。公司堅持100%自主生產,不進行任何外包,確保對產品質量和交付節奏的完全掌控。
即便在曾經疫情最嚴峻時期,工廠一度封閉,員工駐廠堅守,公司仍通過內部高效協調與供應鏈韌性保障了生產連續性和客戶交付,展現出極強的危機應對能力。
在交付效率上,永銘顯著優于傳統日系廠商:日系電容器交期普遍長達12周至半年,而永銘通常可在2-4周內完成交付,快速響應能力已成為其市場競爭的關鍵優勢。
為支撐“快交付”與“高品質”的雙重目標,永銘大力投入數字化、智能化與自動化轉型。公司不僅全面應用企業資源計劃(ERP)等管理系統,更自主研發并持續升級專屬集成化數字平臺,打通從訂單、采購、倉儲、生產到質檢的全鏈路數據流。該系統并非簡單采購市面通用軟件,而是基于自身業務特點深度定制,已投入一年半時間進行迭代優化。
在生產端,公司全面推進自動化產線,減少人為干預;在質量管控上,通過全流程數據采集、自動參數設定與實時異常報警機制,實現對每件產品100%的過程監控與特性檢測,遠超傳統依賴人工抽檢的模式。同時,借助閉路電視(CCTV)等可視化手段強化過程追溯,確保產品一致性與可靠性。
此外,永銘秉持“工欲善其事,必先利其器”的理念,持續升級生產設備與IT基礎設施,并積極探索人工智能在辦公、運營、數據分析等場景的應用,推動全公司效率提升與管理智能化。公司明確將“創新與轉型”作為核心戰略方向,認為唯有與時俱進、擁抱技術變革,才能在高端電容器市場持續保持競爭力。
永銘電子通過精益生產理念、全自主制造、自研數字化系統、智能化質量管控,構建了一套高效、可靠、敏捷的運營體系——不僅在極端環境下保障了供應鏈穩定,更在交付速度與產品品質上實現了對傳統日系廠商的超越,為其高端國產化替代進程奠定了堅實基礎。
走向更廣闊的未來
從發展歷程來看,永銘電子以液態鋁電解電容為起點,產品最初應用于照明、電源等領域。隨著市場需求向小型化、高性能方向升級,特別是GaN快充等大功率應用場景興起,永銘推出固態電容,以滿足高頻、低ESR、長壽命的使用要求。
在汽車電子領域,永銘推出適配車載場景的“電解液+高分子結合型電容”及替代日系產品的固液混合電容;瞄準儲能與電表應用,開發超級電容并設立獨立事業部運營,產品通過國網計量中心認證,已應用于電表、水表、車載設備、無電池遙控器、電子煙等場景;針對顯示屏、筆記本電腦等空間受限場景,創新推出疊層型固態電容。
在MLCC市場,永銘明確不參與中低端紅海競爭,聚焦高壓、耐高溫等高要求項目,打造差異化優勢;同時持續深耕小型化、定制化,在新材料和新工藝上持續投入,確保產品在性能和成本上具備競爭力。
技術預研方面,永銘正布局微電容器研發——這類電容器可集成到芯片內部,進一步推動電子設備小型化與功能集成;除傳統電容器產品外,公司還在探索3D打印技術等新興領域在電容器制造中的應用,以提升生產效率和設計靈活性。
盡管永銘產品線已覆蓋從基礎到高端的多個細分市場,但公司始終堅持差異化競爭,在小型化、高性能、定制化等核心優勢領域持續深耕,積極探索新技術和新應用,力爭在全球電容器市場占據領先地位。
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