第三代半导体浪潮下，高端电容器打通方案落地“最后一公里”

电子发烧友网报道（文/黄山明）当AI服务器以每秒万亿次的算力顺畅驱动大模型训练，当边缘AI设备在极端温度环境中稳定运行时，一个易被忽视的核心元器件正默默承受着高频功率波动与极端温度冲击的双重考验——这就是电容器。

在GaN（氮化镓）、SiC（碳化硅）等第三代半导体被广泛应用的当下，其高频开关、耐高温、耐高压的特性对配套电容器提出了新要求，包括高容量密度、低等效串联电阻（ESR）、耐大纹波电流等。作为深耕被动元器件领域的高新技术企业，永铭电子凭借核心电容技术，打通了第三代半导体落地应用的“最后一公里”。

从“国产替代”到“技术引领”：永铭的品牌跃迁

过去很长一段时间，中国电容器市场以国外品牌为主导，尤其是日本企业。相关报告显示，村田（Murata）、太阳诱电（TAIYO YUDEN）、TDK、京瓷（Kyocera）、尼吉康（Nichicon）、红宝石（Rubycon）等日本厂商，在高端电容器领域（特别是片式多层陶瓷电容器MLCC和铝电解电容）长期占据全球及国内市场主导地位。

永铭电子自创立之初，便确立了“为国争光”的目标，将产品性能对标行业最高标准的日系同行。在技术研发上，永铭持续推动产品小型化、薄型化、轻量化，在相同电压、容量规格下实现更小体积。为此，公司持续投入新材料、新工艺研发，形成了独具优势的“小型化”技术基因，并顺势切入GaN、LED、车载、无线充电等“对体积要求严苛”的场景。

值得一提的是，永铭以“电容应用，有困难找永铭”为口号，致力于为客户提供可靠、高效且具备国际竞争力的电容解决方案。

同时，永铭与客户保持紧密联动，以客户需求为导向开展引导性研发，积累了众多成功案例：配合GaN方案设计，将同电压、同容量产品体积缩减近一半；与韩国企业合作，按其核心需求定制开发产品；为京东方解决低温环境下电容器体积大、耐低温能力不足的问题；协助剑桥科技定制无线通信相关产品——该定制需求曾遍寻全球（含日系）供应商无果，最终由永铭电子成功攻克。

目前，永铭已与纳微半导体、英飞凌、安森美、兆易创新等国内外头部功率半导体厂商深度协同，共同定义新一代电容器标准。公司实现多项技术突破：在贴片型电容器领域，较早实现从低压到高压的全电压范围覆盖；构建了从基础品类到贴片型电容器的多元化产品线，兼具丰富性与前瞻性，可针对市场重点需求快速提供解决方案。

除持续深耕产品小型化外，永铭电子坚定推进国产化替代，目标直指高端市场，拒绝与国内同行在低端领域内卷。

过去，国产元器件在汽车、工业、通信等涉及安全与可靠性的高端应用领域长期面临信任壁垒。据永铭电子相关人士透露，数年前，国内部分汽车行业龙头企业对国产电容器缺乏信心，宁愿选用价格更高、供货周期更长的进口产品。

经过长期市场验证与技术积累，永铭产品凭借稳定的质量、定制化能力和优异的实际应用表现，逐渐赢得客户认可。如今，这些汽车头部企业已主动邀请永铭参与项目研发，态度实现根本性转变。

此外，部分国际大客户因日系供应商出现质量事故、响应迟缓、设计僵化等问题，转而选择永铭等国产厂商。值得注意的是，日系厂商往往采用“封闭式设计授权”模式，仅提供固定规格电容器，不允许客户在设计端灵活调整——这在快速迭代的新兴应用场景中成为明显短板。

这一变化让永铭深刻认识到，日系厂商并非完美无缺，其传统优势正受到国产厂商在灵活性、响应速度和持续创新能力上的挑战。尽管仍需借鉴日系厂商在工艺精细化和可靠性控制上的经验，但国产厂商已具备在高端市场与之正面竞争的实力。

破局第三代半导体落地核心场景

在第三代半导体应用领域，永铭电子针对相关应用的特性，与纳微半导体、英伟达、兆易创新、英飞凌、安森美等前沿客户深度协同，打造了一系列问题解决型电容方案，全面覆盖AI服务器、新能源、轨道交通、电机驱动四大核心场景。

AI服务器：适配高频GaN，兼顾功率与空间

在AI服务器领域，高频GaN器件的应用使电源模块功率密度大幅提升，但也带来两大核心难题：一是开关频率升高导致纹波电流激增，对电容的耐纹波能力和高频ESR提出极致要求；二是服务器机箱集成多GPU与高速互联模块，对电容体积控制极为严苛。

IDC3系列：450V 1400μF，尺寸30×70mm

永铭与纳微半导体协同开发AI服务器电源解决方案，推出IDC3系列服务器专用电容。该产品通过内部材料革新、结构优化及多极耳并联设计，实现单位体积容值提升30%。在相同额定电压（如500Vdc）下，φ30×70mm的尺寸可实现1400μF容值，较常规产品提升70%；凭借低ESR设计，其在105℃环境下的额定纹波电流达19Arms@100kHz，可轻松应对GaN高频开关产生的电流冲击。

SLF系列方形锂离子超级电容

针对英伟达GB300 AI服务器的电池备份单元（BBU）需求，永铭创新推出SLF系列锂离子超级电容。面对GPU负载突变时150%的瞬时功率冲击、机箱空间紧凑、数据中心35℃+高温环境三大痛点，该产品采用全极耳卷绕工艺将内阻压缩至＜1mΩ，实现毫秒级响应；通过石墨烯改性电极与方形紧凑设计（150.2×93.2×17.8mm），在有限体积内实现4500F超大容量；支持-30℃~70℃宽温运行与100万次循环寿命，最终构建“超级电容+BBU”混合储能架构，使整机体积减少50%-70%，重量减轻50%-60%，完美匹配GB300的高功率密度需求。

新能源：应对高纹波，保障充电桩长寿命

在新能源汽车直流充电桩领域，SiC器件的应用使功率因数校正（PFC）模块开关频率提升至70kHz，输入侧纹波电流有效值激增至17A以上。而电容器芯子温度每升高10℃寿命便减半，传统电容难以满足10-20年的使用寿命要求。

CW6系列：500V 390μF，尺寸30×45mm

永铭为兆易创新3.5kW充电桩方案提供CW6系列电容，通过内部多极耳并联结构降低ESR与等效串联电感（ESL），在30×45mm尺寸下实现500V 390μF容值。实测数据显示，该产品高频ESR仅7mΩ（常规电容约12mΩ），损耗降低42%；承载能力提升33%，可轻松应对7kW及以上功率等级在70kHz频率下的17A纹波应力。相较于同类产品，其体积减少36.11%，且单颗即可满足20A纹波需求，无需并联使用，在简化物料清单（BOM）的同时提升了系统功率密度。

轨道交通：耐宽温抗冲击，替代日系电容

英飞凌的GaN MOS器件主要适配轨道交通领域的轨道电源，但其面临三大核心挑战：开关频率高（纹波电流＞6A）、工作温域宽、体积需缩小60%。此前采用的日系电容甚至出现低温鼓包失效问题。

LK系列：450V 68μF，尺寸16×25mm

永铭LK系列高频低阻电容针对性解决上述痛点，具备超低ESR（≤95mΩ），从根源减少高频工作时的自发热；通过优化电极与电解液配方，使其在-40℃低温环境下容衰率控制在-10%以内，105℃环境下寿命可达12000小时，彻底解决低温鼓包问题；耐纹波电流达7.8A，可轻松适配GaN高频开关工况。该方案在高低温循环测试中通过率100%，满足轨道交通行业10年以上运营要求，电源转换效率提升1%-2%，以更优的性能和可靠性，实现对日系电容的高性价比替代。

电机驱动：超低电感，适配SiC高频特性

在安森美300kW电机控制器场景中，SiC器件开关频率＞20kHz、电压变化率（dV/dt）＞50V/ns，需电容ESL＜10nH以抑制电压尖峰；电机舱环境温度＞105℃，要求电容在125℃下寿命超3000小时；同时电驱系统高度集成，需电容体积减少40%以上，且需承受强烈振动以满足整车30万公里寿命要求。

金属化聚丙烯薄膜电容器

永铭定制化薄膜电容器采用多引脚+叠层的内部结构，ESL可定制至＜3.5nH，能有效吸收SiC开关产生的电压尖峰；选用玻璃化转变温度（Tg）≥145℃的高温型CPP介质材料，125℃下寿命超1万小时；方形紧凑结构可直接集成于叠层母排，单位体积容量提升30%，助力电驱系统功率密度突破45kW/L。最终实现电驱系统效率达98.5%以上、体积减少35%、重量减轻30%，电容温升＜15K，完美匹配整车可靠性需求。

从上述合作案例可见，永铭的核心合作模式并非被动供货，而是主动协同——提前介入客户研发环节，根据第三代半导体器件参数及应用场景工况共同定义产品指标，通过快速样品迭代与严苛测试验证，最终提供“器件-电容-系统”高度匹配的整体解决方案。

稳定可靠的交付保障体系

高端电容器普遍存在交期长、良率提升难度大等问题。为应对复杂的交付挑战，永铭电子采用类似丰田“后拉式”（Pull System）的精益生产模式，强调按需生产、低库存、快速响应。公司坚持100%自主生产，不进行任何外包，确保对产品质量和交付节奏的完全掌控。

即便在曾经疫情最严峻时期，工厂一度封闭，员工驻厂坚守，公司仍通过内部高效协调与供应链韧性保障了生产连续性和客户交付，展现出极强的危机应对能力。

在交付效率上，永铭显著优于传统日系厂商：日系电容器交期普遍长达12周至半年，而永铭通常可在2-4周内完成交付，快速响应能力已成为其市场竞争的关键优势。

为支撑“快交付”与“高品质”的双重目标，永铭大力投入数字化、智能化与自动化转型。公司不仅全面应用企业资源计划（ERP）等管理系统，更自主研发并持续升级专属集成化数字平台，打通从订单、采购、仓储、生产到质检的全链路数据流。该系统并非简单采购市面通用软件，而是基于自身业务特点深度定制，已投入一年半时间进行迭代优化。

在生产端，公司全面推进自动化产线，减少人为干预；在质量管控上，通过全流程数据采集、自动参数设定与实时异常报警机制，实现对每件产品100%的过程监控与特性检测，远超传统依赖人工抽检的模式。同时，借助闭路电视（CCTV）等可视化手段强化过程追溯，确保产品一致性与可靠性。

此外，永铭秉持“工欲善其事，必先利其器”的理念，持续升级生产设备与IT基础设施，并积极探索人工智能在办公、运营、数据分析等场景的应用，推动全公司效率提升与管理智能化。公司明确将“创新与转型”作为核心战略方向，认为唯有与时俱进、拥抱技术变革，才能在高端电容器市场持续保持竞争力。

永铭电子通过精益生产理念、全自主制造、自研数字化系统、智能化质量管控，构建了一套高效、可靠、敏捷的运营体系——不仅在极端环境下保障了供应链稳定，更在交付速度与产品品质上实现了对传统日系厂商的超越，为其高端国产化替代进程奠定了坚实基础。

走向更广阔的未来

从发展历程来看，永铭电子以液态铝电解电容为起点，产品最初应用于照明、电源等领域。随着市场需求向小型化、高性能方向升级，特别是GaN快充等大功率应用场景兴起，永铭推出固态电容，以满足高频、低ESR、长寿命的使用要求。

在汽车电子领域，永铭推出适配车载场景的“电解液+高分子结合型电容”及替代日系产品的固液混合电容；瞄准储能与电表应用，开发超级电容并设立独立事业部运营，产品通过国网计量中心认证，已应用于电表、水表、车载设备、无电池遥控器、电子烟等场景；针对显示屏、笔记本电脑等空间受限场景，创新推出叠层型固态电容。

在MLCC市场，永铭明确不参与中低端红海竞争，聚焦高压、耐高温等高要求项目，打造差异化优势；同时持续深耕小型化、定制化，在新材料和新工艺上持续投入，确保产品在性能和成本上具备竞争力。

技术预研方面，永铭正布局微电容器研发——这类电容器可集成到芯片内部，进一步推动电子设备小型化与功能集成；除传统电容器产品外，公司还在探索3D打印技术等新兴领域在电容器制造中的应用，以提升生产效率和设计灵活性。

尽管永铭产品线已覆盖从基础到高端的多个细分市场，但公司始终坚持差异化竞争，在小型化、高性能、定制化等核心优势领域持续深耕，积极探索新技术和新应用，力争在全球电容器市场占据领先地位。