“国外头部芯片用0805 476就够了,国内头部企业要求做到0805 227。”在广东云浮罗定市的微容科技,记者结束采访后与公司副总裁罗军探讨起这组数字。

476和227,单位是微法(μF),代表MLCC(片式多层陶瓷电容器)的电容容量。国外某头部算力芯片企业的AI加速卡,每颗GPU周边搭配的MLCC最多的是0805尺寸容量为47μF;而国内某头部算力芯片企业的同类方案,则需要用到0805 100μF、180μF,最高要求甚至高达220μF。
“为什么国内需要将近五倍的容量?”记者追问。
“据业内人士介绍,国产GPU跟国外头部相比还是有差距,速度慢一些、功耗大一些。”罗军回答,“我们是14nm、7nm工艺。所以我们的算力系统功耗大、电流大,就要用更高容量的电容来稳定电路运行。”
电容的“蓄水池”角色
要理解这组数字,先要弄清楚电容在GPU供电中扮演的角色。
AI芯片计算时,功耗动态变化剧烈。当任务突然加重,电流瞬间飙升,电压会发生波动。如果不能在毫秒级时间内把电压“拉回来”,芯片就会因供电不稳而出错甚至宕机。电容的作用就像一个蓄水池:当电压波动时,它迅速释放储存的电能“补位”,保证芯片稳定运行。
制程越先进,芯片功耗控制越好,需要的“蓄水池”就越小。国外头部芯片企业凭借5nm/4nm/3nm先进制程,功耗相对较低,47μF的电容足以应对瞬态电流变化。而国内芯片暂时受制于相对落后制程(14nm/7nm),同样的计算任务需要更高的功耗,产生更大的瞬时电流和更剧烈的电压波动——因此需要更大容量的电容来“填坑”。
从47μF到100μF、180μF,再到220μF,这组不断攀升的数字,真实反映了国内AI芯片在制程受限条件下,不得不依靠被动元件“补短板”的现状。

“结构没有设计空间”
记者观察了MLCC的制作流程,在现场追问了一个更具体的问题:MLCC的结构有没有可能通过设计创新来突破容量瓶颈?
“结构是一样的。”陈伟荣回答得很干脆,“封装尺寸是行业标准,比如0805,它的物理空间是确定的。你要把膜片做薄、层数叠多,容量就大。但真正的挑战在于,薄了以后,还得保证不容易被击穿——这才是最难的地方。”
这意味着,MLCC要提升容量,只能从三个方向入手:材料(陶瓷粉体的介电常数、纯度和粒径)、工艺(薄膜厚度、叠层精度、烧结温度控制)、设备(高精度流延机、印刷机、叠层机、检测仪器)。三者缺一不可,而每一项都需要长期的研发积累和无数次工艺试错。
这正是国产替代的真实难度——不是在图纸上找到一个巧妙结构就能弯道超车,而是在材料、工艺、设备这三个基础维度上,一点一点追赶国外巨头几十年的积累。

“不是贵与便宜,是有没有”
罗军把这种困境放到了更宏观的层面。
“以前我们大家都说,为什么要自己开发?国外买的,质量又好,价格又便宜。”他话锋一转,“那现在大家都发现了——不是贵与便宜的问题,是有没有的问题。”
这句话道出了国产替代的本质驱动力。当供应链安全成为首要考量,国内整机厂商不得不加速寻找国产元器件替代方案。而像微容这样的MLCC企业,就被推到了前台。
罗军透露,国内某头部芯片企业向微容提出了0805尺寸220μF电容的开发任务。“这是目前最难攻克的难关。”他说。
这意味着,国内AI芯片制程越是受限制,对微容这类被动元件企业的依赖就越重——更高规格的电容、更快的迭代节奏、更极致的成本要求,都压在了供应链上游。
随着国内AI算力需求的持续爆发,220μF或许还不是终点。
文、图 | 记者 郑俊良
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