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(来源:纪要研报地)
Q:前几天网传英伟达降配,从HBMCE转到HBM3,功率从2300瓦降到1800瓦。如果这件事发生,对MLCC用量有什么影响?主要减少的是哪一级的MLCC,减少多少量?
A:这个原因主要是GB200或GB300的量增加,导致HBM41有这种可能,他们还是要沿用HBM31这种存储。假设沿用HBM31,功耗会降低,不过目前还没定论,只是猜想或假设。如果这样的话,MLCC用量会做一些下调,因为整体功耗降低了20%,从2.3降到1.8,MLCC相应减少10%的用量。
这10%的用量主要分布在几个模块。第一个是一次电源、二次电源,这跟GB300一样,占MLCC用量的20%,而且不需要太高端的,主要是滤波作用,一般的MLCC就可以,但量大约一二十个点在那里,会降低一些,也就是从原来的12万颗降到11万颗。按照以前假设不降功耗的话,整个MLCC用量超过60万颗。在GB300的时候MLCC用量是45万颗。假设整体用量减少10%,会降到54万颗。
一次电源、二次电源会降1万颗。另一个比较大的用量在三次电源的芯片,作为GPU、CPU供电,大量使用高容值耐高温的MLCC,占比最多,约70%。如果相应减少10%用量,会从原来的42万颗降到38万颗,这里降的最多。HBM这里大概占8%的用量,相应减配的话,从原来的4.8万颗降到4.3万颗,降了约5000颗。光模块里面用的比较少,用的是射频微波MLCC,占大约2%的用量,从原来的1.2万颗降一千多颗,剩下1万颗。整个加起来大约54万颗以上,这也只是一个简单推算。如果降配的话,影响也不是很大,而且这个事情还没发生,目前没有定论。
Q:HBM和GPU板卡周围减少的都是高容值的MLCC吗?具体是哪些料号?对整体机柜价值量影响大概多大?单价大概在什么量级?
A:在GPU、CPU里确实用了比较高容值的小尺寸MLCC,一开始是小尺寸高容值的MLCC,比如0402、0603。0402用的比较多的是10微法、22微法;0603用的是22微法,有部分47微法。外面一点尺寸稍大的0805,一般是47微法,还有小部分1206可以做到107,也就是100微法。目前主要是这些料号用在GPU、CPU上。HBM存储里面也是用一些容值较高的,0402用10微法,0603用22微法多一些。
这些产品均价相对较高。040222微法的,没涨价之前大概六七分钱,22微法的涨到0.12元左右。47微法的要三毛多。整个价值量减少10%,但数量减少10%的情况下,价值量可能减少20%,因为其他料号价格更低。
Q:板卡端具体比例能再细化一下吗?比如总用量中0402、1206等各占多少?
A:用量最多的是22微法,大约占50%以上;10微法的大概25%;47微法以上的占25%到30%。
Q:存储周边的比例也差不多类似吗?
A:是的。
Q:一次电源、二次电源那边,IDC母线直接连到板卡端,用的是哪些料号?
A:基本上是105以下的,也就是1微法以下的就够用了,普通的就可以。在一次电源里用的比较多的是铝电解电容,高容值的铝电解电容起滤波、稳压作用,占主导地位。
Q:光模块用的是射频MLCC,料号、用量和价格大概是什么情况?
A:800G光模块大约要用200颗射频MLCC。射频MLCC是MLCC的另一个分支,完全不同类型,它的主要作用是高频特性好、品质因数好,滤除干扰信号,使信号传输更纯净、更快,对服务器信号传输和计算时效性有帮助,否则干扰信号会导致效率延迟甚至出错。
射频MLCC的材料完全不一样。一般MLCC用的是陶瓷粉料(碳酸钡),射频MLCC主要用二氧化钛加碳酸钙等材料,而且浆料也不一样。90%的MLCC用的是镍浆,但射频MLCC用的是贵金属浆料(铂浆、钯浆),非常贵。所以射频MLCC价格贵一些,大概三毛钱一颗。
到1.6T光模块的时候,传输速度更快,这时会导入另一种电容——硅电容。硅电容频率更高,一般射频MLCC频率是几兆赫兹,硅电容最高可以达到100G赫兹,非常高。所以军用航空雷达、自动驾驶激光雷达里都有硅电容,传输更快、反应更快。但价格也贵,普通的也要一两块钱,高端的可能要五块钱。目前光模块还是200颗射频MLCC,两三毛钱一颗。以后1.6T用硅电容,一颗可以代替四颗的效果,价格稍贵但效果更好,体积小、频率特性好、稳定性高,是未来趋势。而且听说某公司已拿到硅电容大单,后面会推进这个事情。
Q:800G用200颗射频MLCC,1.6T一颗硅电容可代替四颗射频MLCC。如果用普通射频MLCC,数量是线性翻倍还是非线性增长?
A:线性增长。1.6T至少要500颗射频MLCC,可以用硅电容按比例替换,也可以两者结合使用。
Q:光模块里可能不只用射频MLCC,像105、106这些普通MLCC也有设计吧?
A:这个不是主要的。里面最主要的是滤波、滤除干扰杂信号,但也有部分阻流作用,不过不重要。射频MLCC更重要、更多。105、106不能用硅电容代替,因为硅电容高频好但容量低,跟射频MLCC一样——高频、低容值。要提高容值,他们正在研发新方法,叫DTC(深槽法),在平面上割微槽增加表面积,从平面变成立体(3D结构),稍微提高容量。
Q:Arch这一代,MLCC总数量和价值量大概是什么量级?
A:初步统计预估,是"威诺鲁饼"的三倍到五倍用量,会达到300万颗。主要增加的是高容值产品和耐高压电容,还有硅电容或射频MLCC。价值量单价从0.05元提高到0.07元,增加的基本上全是高价料号。比如0402之前用10微法、22微法,到后面"OQ"会用47微法,0402也可以达到47微法,村田做出来了,三星电机也做出来了,去年第四季研发出来,目前这两家可以做。
Q:22微法和47微法的钛粉、镍粉、镍浆,国产替代情况如何?日韩和台厂采购国内国瓷、博迁的比例大概多少?
A:英伟达这种高容值MLCC的镍粉要非常细,粒径非常小,比车规级还细。车规级一般用两三百纳米,但做这种特高容产品要细到120纳米以下,非常难做,纯度也要99.99%甚至99.999%。现在做的最好的是日本化学,所以它涨价,大家都向它买。
国内山东国瓷可以做到150纳米,还不能做最高端超细的,但今年已可以供车规级MLCC给三星电机试用,去年是三千级的配合,现在可以供车规级了。国瓷用的方法跟日本化学一样(水解法),有机会突破,但目前还没取得突破。
国内博迁新材可以做到全球顶级水准,去年可以做到80纳米粒径,今年上半年又研发出60纳米。国外昭荣化学可以做到100纳米,目标是60纳米但还没达到,100纳米可用在服务器上。目前主要是这两家在供服务器超细高纯度镍浆。博迁高端镍粉主要供三星电机,还不够用,不够时也会买昭荣的。昭荣大部分供村田。村田投资了昭荣,三星电机扶持博迁,形成战略合作关系。博迁今年到明年可以扩产到1800吨,昭荣也在扩产。随着服务器功耗和用量增加,他们可以逐步扩产。现在制高点的就是昭荣和博迁新材。
Q:博迁高端产能大概多少?
A:去年产销镍粉1450吨,今年至少达到2200吨,理想情况到年底可以达到2300吨,增加约1000吨。
Q:高端小粒径产品占比多少?
A:占大部分,一半以上都是高端的。
Q:国内三环、风华在海外领域的进展和突破如何?
A:高容突破比较快的是三环集团。今年三环已可以做080547微法的产品,今年可以量产,还有1206107(100微法)的也可以量产。这两块是高端大尺寸高端产品,在国内逆变器、通讯基站、通讯设备及国内服务器厂商可以供应。47微法以上已在给华为鲲鹏和浪潮送样三个多月了,一般五六个月出结果,没出现大的客诉、撞机、死机等问题的话,就可以下少量订单,是千万级别的。三环扩产主要扣这部分大尺寸高容的,还有车规级产品。如果做好了,明年会继续扩产。另外小型化01005产品也研发出来了,还没量产,如果也做好,通讯类产品就打通了。
往海外突破方面,送样了,但在国内服务器工厂没用顺的话,国外谷歌、亚马逊不见得会帮你试。而且周期长,验证要一年以上甚至两年。国内如果在华为或浪潮用起来没问题,配合度和推进速度才会加快。
风华高科的车规级产品是国内做的最好的,去年车规级占大客户30%以上订单,车规级产值超过15%,今年估计超过20%。除了MLCC,风华的电感、电阻也大量用在电动汽车上。中高压产品也不错,看能不能打进800伏高压充电平台。另外风华也研发出大尺寸高端产品,但在市面上用的少,还在验证中。
Q:风华、三环的高压大容量产品和日韩产品差距在哪?
A:有差距。第一是高容值的耐温能力。国外产品除了高容外,耐高温有优势。服务器里85%以上要耐温105度、125度,耐高温的同时容值要那么高非常困难,没达到纳米级别的话容值会大幅衰减,品质和耐高温都有差距。第二是耐高压。风华可以做到500到1000伏中压产品,但用到800伏上面不敢用,因为要有余量,起码要达到1000伏以上才敢用,MLCC有偏压特性,电压温度变化时会大幅衰减容值。村田、TDK耐压基本可以达到1000到2000伏,所以没问题。风华要优化配方和工艺,把耐压提高到1200伏以上,国内车厂才敢用。
Q:风华和三环的低容值产品,可以用在国内服务器板卡外围做去耦吗?
A:可以,没问题。
Q:他们往海外拓展有问题吗?
A:有问题。国外有民族保护意识,对国内品质不太信任。台湾代工厂(工业互联、英业达、广达等)有权力决定供应商,可以选台湾厂照顾一下。国内的其实也可以用,只是没机会试。国内服务器用好了,做稳定了,慢慢才有机会切入。
Q:国巨目前产能情况?中低容和高容各占多少?
A:国巨产品也很多,优势是车规级产品量大、做得好。原因是2020年底收购了美国Kemet,利用其技术和平台把车规级做上去了。目前车规级占国巨产值20%以上,加上其他高容大概6%左右,高容部分合计26%。其他70%多都是中低容。三个基地中,大陆做中低容,台湾做中高容,美国Kemet做高容和医疗设备。
月总产量目前可以做到800亿颗,每年还可以再扩100亿颗。如果今年下半年谷歌、亚马逊跟国巨签单,英伟达拿到更多AI或服务器订单,还会在台湾继续扩产。去年国巨AI产值贡献达到MLCC总产值的12%,到今年七月份已达16%,AI对国巨带来了一定红利。
Q:给谷歌、英伟达或ODM送样导入周期大概多久?目前实现了哪些料号的替换?
A:导入周期正常情况下一年。能否替代日韩厂商,看谷歌给不给机会。英伟达那边没给机会,只能供中低端的(105以下),台商在供,大尺寸的没给台商供。他们还是相信日韩在高容方面的品质,其实做10微法的也可以做,慢慢后面可能先导入谷歌、Meta、Intel等。目前还没真正供到板卡核心料号,机柜里低端产品有供。
Q:MLCC朝高容值化发展,对薄膜电容、钽电容有替代吗?
A:钽电容替代不了,钽电容容值比是最高的,相同体积下容量最大。但英伟达尽量多用MLCC,性价比更高、体积小容量高。现在MLCC容值做到非常高已经很困难了,0402做到47微法,介电层厚度做到0.56微米以下,良率低,基本达到物理极限。在板卡面积有限的情况下,要达到大功耗和算力,还是要用钽电容,所以钽电容仍有涨价预期。
薄膜电容主要用在电动汽车、光伏风能逆变器。英伟达推800伏直流高压电源架构时,电压增加了,尼吉康或松下推用薄膜电容串联铝电解电容来实现目标,可能会增加薄膜电容用量。铝电解电容也有需求预期,所以这两个月都在涨价。
Q:MLCC目前最大能做到多少微法?耐压最大多少伏?
A:容值最大在非常高端的地方可以做到330微法,但极少。用得稍多的是1210的220微法,差不多到极限了。耐压值现在可以达到2000伏,汽车里大概1500伏,耐压能达到2000伏就可以用。耐压产品做的最好的是TDK和村田,配方要不断改进,添加稀土氧化物或其他元素。村田、TDK加比较重的稀土氧化物,三星电机走另一条路加镝元素,方法不同但效果一样,达到1500到2500伏耐压。
Q:GPU板卡周围有用固态铝电解电容替代MLCC的情况吗?
A:一小部分。松下做MLCC比较好就力推MLCC,村田也希望用MLCC,现在两者都有用,量不多,几千克而已。以后趋势是有的,看谁产品更好,也看英伟达设计策略。MLPC价格更贵,一两块钱,体积也更大,所以不敢说完全取代,一颗MLPC可能可以代替四颗MLCC,把容值做高一点。
Q:Rubin或谷歌TPU机柜上有出现这种情况吗?
A:还没有,但MLPC也在用,用在三次电源,中低频滤波,高频还是MLCC更好。
Q:CPU和LPU这类功率较小的芯片,MLCC用量和料号拆分是怎样的?
A:长期趋势还是看好MLCC,性价比高、性能好(耐高压、高频、体积小),只是能不能做到更高容值而已,所以MLCC前景更大。CPU周边用量比GPU少,一般是2个GPU配1个CPU。
Q:谷歌TPUV8的用量和英伟达Rubin差多少?
A:V8用量跟GB200差不多,还要少一点,跟Rubin差得远,主要是功耗和算力差很多。
Q:TPU料号拆分情况?
A:还是那几种料号,容量稍微往上推。三次电源里还是0402、0603、0805、1206比较多。0402、0603的47微法比例会提高50%,容量往上推。
Q:功率降到1800瓦用50万颗MLCC,50%是高容值产品?
A:可以这么理解。剩下的是105、106用在边缘的。
Q:从26年初到现在,涨价幅度如何?
A:现货市场从二月下旬涨了15%到20%。到6月底,高容产品平均涨幅四五十,个别高容产品翻了两三倍。比如120647微法,二月底1毛5,到6月份0.35元甚至5毛,翻了好几倍。现货渠道价格还可以继续涨,只要需求存在就敢囤货炒价。
原厂涨价:4月下旬TDK把车规级提价20%到30%,因为2月25日商务部管制名单里有TDK,稀土受限,先用氧化镝的产品先涨价。4月底太阳诱电对消费级毛利低的产品调6%到15%,车规级高容也调20%到30%。5月份三星电机对标准件、传统件毛利低的调10到15。5月底台湾国巨对电阻和部分MLCC调10到15。6月底一直没等到普调,7月1日国巨做普调,所有电容(钽电容、铝电解、薄膜、MLCC)都调了,幅度10%到35%。铝电解调到10到15,钽电容调20到35,MLCC调10到30。国内江海股份、风华高科也跟调10到30。8月1日三星电机也调了,进入原厂涨价行列。
Q:涨价机制是怎样的?什么条件下会涨价?
A:供不应求、有缺口就敢涨。现在价格高,村田稼动率90%以上,高端高容95%;太阳诱电85%以上;台商80%以上,高端AI、车规90%以上,稼动率很好。一般一个季度左右可以调一次。BB值村田1.5几,三星1.3几,台湾1.2几,订单很好。
Q:47微法和100微法产品的量产良率大概多少?
A:村田稍高,可以做到80多;三星只能做到七十多一点;最低的50都做不到。良率要慢慢爬坡,产线拉顺要两三个月,爬坡还要三四个月,大概半年才上得去。产能转产损耗比例也大,平均1比4左右。
Q:扩产、转产困难的原因是什么?
A:最大原因是买不到设备。建厂房要时间,高端精密设备向日本厂商买要一年以上才进来,正常扩产要1年到1年半。积极的方法是改线,但改线损耗大。比如三星电机在天津厂改线做服务器订单,原来做车规级可以做3万颗,改做服务器1万颗都不到,损耗1比3以上。做105、106低容的可以做5万颗,做服务器高容1万颗都不到,损失很大。6、7月份村田停掉改线了,因为老客户压力太大,跟了十几年的客户买不到产品意见很大,所以就不改了,等扩产。扩产最快到第四季才有效高容产能出来。
Q:几大主流厂商月产能情况?
A:村田最大,月产1500亿颗;三星电机第二,1100亿颗;太阳诱电第三,900亿颗;国巨第四,800亿颗。
Q:这些产能里高容占比多少?
A:村田高容以前1微法以上算高端,车规级多,通讯设备小型化高容做得好(0201、01005),这是村田强项,垄断产品,占比高。还有部分工业逆变器、工业自动化、工业机器人高端产品。消费级高端产品大家都做得好,但量不大。
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