Automotriz e IA: Dos industrias impulsan el auge de los capacitores

Las tecnologías emergentes están tomando control de todos los aspectos de la vida de los consumidores y de una multitud de funciones empresariales. 

Con todo volviéndose digital, la demanda de capacitores para aplicaciones de alta potencia está creciendo exponencialmente ya que tanto los automóviles como las computadoras dependen de partes seguras y eficientes para habilitar funciones complejas. 

La insurgencia de la inteligencia artificial (IA) influye en las necesidades de energía en varios sectores, incluyendo las operaciones de centros de datos y la gestión de energía. El mismo potencial está ahora presente en el sector automotriz, particularmente a medida que crece el mercado de vehículos eléctricos (EV) y las empresas dependen de sistemas inteligentes para innovar. 

Demanda de Capacitores como Resultado de la IA

Piensa en un uso potencial para la IA y, en unos años, habrá llegado. Reconocemos esto y la rápida escalabilidad de nuevas tecnologías en todas las industrias, lo que ya lo convierte en un elemento básico para el funcionamiento de la economía global del futuro. Esto impacta la manera en que se produce la comida, se gestionan las redes de movilidad y cómo las empresas aprovechan la conectividad.

El capacitor es un componente central de la distribución de energía para la computación potenciada por IA—las partes más comúnmente utilizadas se caracterizan por una densidad de potencia ultra alta y velocidades de transmisión más rápidas. Sin esta capacidad, la IA es incapaz de realizar análisis de datos en tiempo real y llevar a cabo las acciones resultantes. 

Sin embargo, los segmentos de capacitores estaban en recuperación en 2023, particularmente aquellos de tipo cerámico—o capacitores cerámicos multicapa (MLCCs)—que son consistentemente utilizados por el sector automotriz para soportar la electrónica y los subsistemas inteligentes integrados en los autos modernos. En cuanto a otras industrias, hay un aumento significativo en el uso de IA, lo que está impulsando la necesidad de un intercambio de energía mejorado. Algunas industrias incluyen: 

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• Agricultura - La inteligencia artificial (IA) y el aprendizaje automático (ML) están proporcionando mejores resultados en términos de producción de cultivos, automatizando procesos como el monitoreo de cultivos, la gestión del suelo y el control de plagas y enfermedades. 
• Salud - Aprovechando la IA para la identificación de enfermedades y la personalización del cuidado, así como algunas prácticas organizativas para agilizar la provisión de atención sanitaria. 
• Energía y Servicios Públicos - Implementando monitoreo y análisis en tiempo real para asegurar la producción y consumo más eficientes de energía. 
• Fabricación y Logística - Generando procesos esbeltos en la fabricación y minimizando el potencial de productos defectuosos. 

En comparación con la cantidad de capacitores enviados en 2021, el suministro vio una disminución del 34% en 2023 a 1.358 billones de unidades. Se esperaba que los precios subieran en 2023, lo cual ocurrió como resultado de la interrupción residual de la cadena de suministro causada por la escasez de materiales preciosos y la reducción de la capacidad de producción entre los fabricantes. Mientras tanto, se están desarrollando tecnologías más potentes y capaces, lo que demanda a los proveedores de montante mantener su parte. 

Todos los capacitores dieléctricos utilizados en aplicaciones de IA se explican aquí: 

• Capacitores MLCC: Comúnmente utilizados para desacoplamiento y filtrado en circuitos de gestión de energía, ofreciendo mayor estabilidad y eficiencia térmica con baja resistencia en serie equivalente (ESR).
• Capacitores de Tántalo: Usados en circuitos de IA donde la fiabilidad es la principal preocupación, como aceleradores de IA y sistemas embebidos. Estos proporcionan alta densidad de capacitancia, estabilidad sobre un amplio rango de temperaturas y baja fuga de corriente, sin embargo, también pueden ser más costosos que los capacitores cerámicos más utilizados. 
• Capacitores de Polímero: Donde la baja ESR es la principal prioridad, se utilizan polímeros. Nuevamente, estos pueden ser costosos en comparación con sus contrapartes cerámicas. 
• Capacitores Electrolíticos: Estos pueden complementar sistemas que requieren picos de carga grandes regulares. Como tal, los electrolíticos se utilizan en GPUs que soportan IA o sistemas de entrega de energía, y los hace útiles para sistemas de baterías de vehículos eléctricos (EV). 
• Capacitores de Película: Aunque menos comunes en hardware de IA, los capacitores de película se utilizan en ciertas aplicaciones de acondicionamiento de energía, suavizado de energía en aceleradores de IA, almacenamiento de energía a altas frecuencias, gestión de energía en robótica habilitada para IA y filtrado de alta tensión de perturbaciones eléctricas en dispositivos médicos de IA. 

Demanda de Capacitores en el Sector Automotriz

La industria automotriz se encuentra en un punto crucial, donde los principales actores y los recién llegados a la industria son parte de su transformación más profunda hasta el momento. Con la electrificación llega una experiencia de conducción completamente nueva tanto para los consumidores como para los operadores de flotas, todo gracias a los vehículos eléctricos (EVs) (contabilizando un potencial CAGR de MLCC del 49.43%) y las medidas de seguridad en desarrollo, tecnologías avanzadas para maximizar la eficiencia de conducción y la facilidad de conectividad entre vehículos. 

El creciente demanda de capacitores del sector automotriz es una respuesta al uso de IA en varias funciones, incluyendo: 

• Sistemas Avanzados de Asistencia al Conductor (ADAS) - La capacidad de un automóvil para analizar el entorno circundante y apoyar al conductor con asistencia de carril, control de crucero adaptativo, percepción de peligros y dirección. Esto integra una serie de tecnologías modernas: cámaras, sensores de radar y Detección de Luz y Rango (LIDAR). 
• Comunicación Vehículo a Vehículo (V2V) - Un intercambio inalámbrico de datos entre autos, en tiempo real, que actualmente se está desarrollando e implementando para permitir que los vehículos se comuniquen para mejorar la seguridad vial y la eficiencia del tráfico. 
• Comunicación Vehículo a Todo (V2X) - Basándose en la conectividad, las empresas están trabajando con innovadores digitales para desarrollar soluciones que permitan compartir datos entre los autos y la infraestructura circundante. 

La IA y el ML son esenciales para habilitar estas funciones, razón por la cual, inevitablemente, las compañías automotrices también están igualmente invertidas en el estado de la cadena de suministro de capacitores—ya que el capacitor proporciona capacidades adecuadas de transferencia de energía para abrir el camino a sistemas más avanzados. 

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En 2024, el tamaño del mercado de MLCC crecerá a US$2.94 mil millones con un aumento pronosticado (apoyado por las tendencias desde 2017 en adelante) a US$15.36 mil millones en 2029. Los desarrollos en la tecnología ADAS influyeron en un CAGR proyectado del 39.26% para los capacitores dieléctricos de Clase 2 debido a su eficiencia energética y estabilidad.

Para equilibrar el alcance de los vehículos eléctricos (distancia) mientras se alimentan tecnologías inteligentes, los fabricantes de baterías y las marcas de automóviles demandan capacitores en grandes cantidades, pero también partes de calidad que puedan resistir cargas y descargas de electricidad más rápidas.

¿Está en Riesgo la Cadena de Suministro de Capacitores?

Los fabricantes buscan estabilizar el equilibrio entre la oferta y la demanda de capacitores, que se inclina hacia esta última como resultado de los avances en IA y el cambio más impactante en la tecnología automotriz a nivel mundial. El suministro de partes se ve obstaculizado por muchos de los desafíos habituales, siendo uno de los más prominentes la escasez de materiales.

Además, los fabricantes de MLCC actualmente operan a una capacidad reducida tan baja como el 50%, lo que también impacta a industrias más allá de la automotriz. Por ejemplo, las telecomunicaciones son un sector crítico que forma una base para servicios como V2X. No solo las industrias necesitan capacitores para construir sus productos, sino también para permitir que las industrias asociadas desarrollen la infraestructura y las redes de comunicaciones requeridas para habilitar los grados más altos de funcionalidad de IA. 

Junto a estos sectores en desarrollo, la demanda de capacitores se alinea con la necesidad de reducir el consumo de energía en escenarios de alta potencia. A medida que los países buscan nuevas formas de implementar tecnologías digitales en la vida cotidiana y las funciones comerciales, el capacitor es un componente crítico para el consumo de energía eficiente en el proceso. 

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Objetivo General: Eficiencia Energética y Rendimiento Técnico

El clima global y la innovación han alcanzado un punto de inflexión, lo que está impulsando cambios vastos en la automoción y aumentando el uso de la IA. La gestión adecuada de la energía es clave para integrar hardware y software increíblemente potentes.

Mientras que estas ayudas digitales en evolución ofrecen beneficios sociales y ambientales, sus demandas de energía hacen que el consumo de energía sea un principio central en su desarrollo. Esto aumentará la demanda de capacitores progresivos para mejorar el rendimiento mientras se reduce el uso y los costos de energía. 

Las industrias también están adoptando la IA para beneficios comerciales, siendo la reducción de costos una de las áreas. Para los consumidores, el rendimiento energético también podría influir en su adopción de vehículos eléctricos, guiados por los fabricantes mientras equilibran las características de la IA con la asequibilidad.