За дефицитом MLCC: титанат бария — ключевой фактор
Под влиянием двух мощных факторов — развития вычислительных мощностей для искусственного интеллекта (ИИ) и роста сектора новой энергетики — отрасль многослойных керамических конденсаторов (MLCC) столкнулась с очередным витком дефицита предложения.
MLCC, которые часто называют «рисом электронной промышленности», являются самыми распространенными и повсеместно используемыми базовыми электронными компонентами в этой сфере.
На фоне стремительного роста рынка серверов для ИИ количество MLCC, используемых в таких системах, удваивается. Прогнозируется, что к 2030 году спрос на MLCC для ИИ-серверов вырастет примерно в 3,3 раза по сравнению с уровнем 2025 года.
Столь резкий рост спроса непосредственно привел к повышению цен на высококлассные MLCC. Кроме того, сроки выполнения заказов существенно увеличились: с восьми недель до двадцати недель или даже до полугода. Согласно некоторым данным, отрасль может столкнуться с самым длительным периодом дефицита в своей истории.
В основе этой ситуации лежит критически важный, но зачастую упускаемый из виду компонент — титанат бария.
Титанат бария (BaTiO3) имеет классическую кристаллическую структуру типа перовскита и обладает такими свойствами, как высокая диэлектрическая проницаемость, сегнетоэлектричество и пьезоэлектричество. Эти характеристики делают его универсальным материалом для различных электронных компонентов, за что его называют «опорой индустрии электронной керамики».
MLCC (многослойные керамические конденсаторы) представляют собой важнейшую область применения титаната бария. В конструкции MLCC ключевым элементом является слой керамического диэлектрика; его характеристики напрямую определяют такие важные параметры, как емкость, устойчивость к напряжению и частотные свойства. Титанат бария служит основным сырьем для этого диэлектрического слоя, составляя около 70% от стоимости материалов, используемых при производстве MLCC.
Бурное развитие таких перспективных направлений, как технологии 5G, транспорт на новых источниках энергии (NEV), искусственный интеллект (ИИ) и Интернет вещей (IoT), привело к росту спроса на титанат бария. Например, для MLCC, используемых в автомобилях на новых источниках энергии, требуются диэлектрические материалы на основе титаната бария, прошедшие специальное легирование и модификацию для обеспечения стабильной работы в диапазоне температур от -40°C до 150°C. Аналогичным образом, устройства ИИ и датчики IoT требуют огромного количества миниатюрных MLCC и энергоэффективных компонентов памяти. Это обусловливает потребность в порошках титаната бария, характеризующихся наноразмерными частицами, высокой однородностью, а также оптимизированными сегнетоэлектрическими и пьезоэлектрическими свойствами. Чем выше требуемая вычислительная мощность для задач искусственного интеллекта, тем более строгие требования предъявляются к титанату бария, используемому в многослойных керамических конденсаторах (MLCC).
Обеспечение высокой емкости и формирование сверхтонких слоев в MLCC зависят от уменьшения размера зерен порошка и снижения толщины диэлектрических слоев — процессов, требующих использования высококачественных исходных материалов, передового производственного оборудования и соответствующих технологий производства.
Высококачественный порошок титаната бария — это отнюдь не рядовой химический продукт; значительные технические барьеры и сложности с наращиванием производственных мощностей представляют собой главную проблему для современной цепочки поставок в этой отрасли.