Automobile et IA : Deux industries alimentent le boom des condensateurs

Les technologies émergentes prennent le contrôle de tous les aspects de la vie des consommateurs et de nombreuses fonctions commerciales. 

Avec tout ce qui devient numérique, la demande en condensateurs pour des applications à haute puissance connaît une croissance exponentielle, les voitures comme les ordinateurs dépendant de pièces sûres et efficaces pour permettre des fonctions complexes. 

L'essor de l'intelligence artificielle (IA) influence les besoins en énergie dans divers secteurs, y compris les opérations des centres de données et la gestion de l'énergie. Ce même potentiel est désormais présent dans le secteur automobile, en particulier avec la croissance du marché des véhicules électriques (VE) et la dépendance des entreprises envers les systèmes intelligents pour innover. 

Demande en condensateurs résultant de l'IA

Pensez à une utilisation potentielle de l'IA et, dans quelques années, elle sera devenue réalité. Nous reconnaissons cela et la rapidité de l'évolutivité des nouvelles technologies dans tous les secteurs, ce qui en fait déjà un élément fondamental pour le fonctionnement de l'économie mondiale future. Cela impacte la manière dont la nourriture est produite, les réseaux de mobilité sont gérés et comment les entreprises tirent parti de la connectivité.

Le condensateur est un composant clé de la distribution d'énergie pour le calcul informatique alimenté par l'IA—les pièces les plus couramment utilisées se caractérisent par une densité de puissance ultra-élevée et des vitesses de transmission plus rapides. Sans cette capacité, l'IA est incapable d'effectuer une analyse de données en temps réel et de mener à bien les actions qui en résultent. 

Cependant, les segments de condensateurs étaient en rebond en 2023, en particulier ceux de type céramique—ou condensateurs céramiques multicouches (MLCCs)—qui sont constamment utilisés par le secteur automobile pour soutenir l'électronique et les sous-systèmes intelligents intégrés dans les voitures modernes. Quant aux autres industries, il y a une hausse significative de l'utilisation de l'IA, ce qui alimente le besoin d'un meilleur échange de puissance. Certaines industries incluent : 

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• Agriculture - L'IA et l'apprentissage automatique (ML) offrent de meilleurs résultats en termes de production agricole, en automatisant des processus tels que le suivi des cultures, la gestion des sols, et le contrôle des parasites et des maladies. 
• Santé - Exploiter l'IA pour l'identification des maladies et la personnalisation des soins, ainsi que certaines pratiques organisationnelles pour rationaliser la prestation des soins de santé. 
• Énergie et Services Publics - Mettre en œuvre une surveillance et une analyse en temps réel pour garantir la production et la consommation d'énergie les plus efficaces. 
• Fabrication et Logistique - Générer des processus allégés dans la fabrication et minimiser le potentiel de produits défectueux. 

Comparé à la quantité de condensateurs expédiés en 2021, l'offre a vu une diminution de 34% en 2023 pour atteindre 1,358 trillion d'unités. Les prix, prévus à la hausse en 2023, ont augmenté en raison de perturbations résiduelles de la chaîne d'approvisionnement causées par des pénuries de matériaux précieux et une capacité de production réduite parmi les fabricants. Pendant ce temps, des technologies plus puissantes et capables sont développées, mettant la pression sur les fournisseurs en amont pour tenir leur bout. 

Tous les condensateurs diélectriques utilisés dans les applications d'IA sont expliqués ici : 

• Condensateurs MLCC : Communément utilisés pour le découplage et le filtrage dans les circuits de gestion de puissance, offrant une plus grande stabilité et une meilleure efficacité thermique avec une faible résistance série équivalente (ESR).
• Condensateurs au tantale : Utilisés dans les circuits d'IA où la fiabilité est la préoccupation principale, tels que les accélérateurs d'IA et les systèmes embarqués. Ils offrent une densité de capacitance élevée, une stabilité sur une large gamme de températures et une faible fuite de courant, cependant, ils peuvent également être plus coûteux que les condensateurs céramiques plus fréquemment utilisés. 
• Condensateurs polymères : Lorsque la faible ESR est la principale priorité, les polymères sont utilisés. Là encore, ils peuvent être coûteux par rapport à leurs homologues en céramique. 
• Condensateurs électrolytiques : Ils peuvent compléter les systèmes nécessitant des pics de charge importants réguliers. Ainsi, les électrolytiques sont utilisés dans les GPU soutenant l'IA ou les systèmes de livraison de puissance, et les rend utiles pour les systèmes de batteries de véhicules électriques. 
• Condensateurs à film : Bien moins courants dans le matériel d'IA, les condensateurs à film sont utilisés dans certaines applications de conditionnement de puissance, lissage de puissance dans les accélérateurs d'IA, stockage d'énergie à haute fréquence, gestion de l'énergie dans la robotique activée par l'IA, et le filtrage de hautes tensions des perturbations électriques dans les dispositifs médicaux d'IA. 

Demande de condensateurs dans le secteur automobile

L'industrie automobile est à un point crucial, où les principaux acteurs et les nouveaux venus de l'industrie font partie de sa transformation la plus profonde à ce jour. Avec l'électrification vient une toute nouvelle expérience de conduite tant pour les consommateurs que pour les opérateurs de flottes, le tout grâce aux véhicules électriques (représentant un potentiel de CAGR de 49,43% pour les MLCC) et aux mesures de sécurité en développement, aux technologies avancées pour maximiser l'efficacité de la conduite, et à la facilité de connectivité entre les véhicules. 

La demande croissante en condensateurs du secteur automobile est une réponse à l'utilisation de l'IA dans diverses fonctions, incluant : 

• Systèmes avancés d'aide à la conduite (ADAS) - La capacité d'une voiture à analyser l'environnement qui l'entoure et à assister le conducteur avec l'assistance de voie, le régulateur de vitesse adaptatif, la perception des dangers et la direction. Cela intègre un certain nombre de technologies modernes : caméras, capteurs radar et détection et télémétrie par la lumière (LIDAR). 
• Communication véhicule-à-véhicule (V2V) - Un échange sans fil de données entre voitures, en temps réel, qui est actuellement en cours de développement et d'implémentation pour permettre aux véhicules de communiquer afin d'améliorer la sécurité routière et l'efficacité du trafic. 
• Communication véhicule-tout (V2X) - En s'appuyant sur la connectivité, les entreprises travaillent avec des innovateurs numériques pour développer des solutions permettant le partage de données entre les voitures et l'infrastructure environnante. 

L'intelligence artificielle (IA) et l'apprentissage automatique (ML) sont essentiels pour activer ces fonctions, c'est pourquoi, inévitablement, les entreprises automobiles investissent également dans l'état de la chaîne d'approvisionnement en condensateurs—car le condensateur fournit des capacités de transfert d'énergie adéquates pour ouvrir la voie à des systèmes plus avancés. 

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En 2024, la taille du marché des MLCC atteindra 2,94 milliards de dollars US avec une augmentation prévue (soutenue par les tendances depuis 2017) jusqu'à 15,36 milliards de dollars US en 2029. Les développements dans la technologie ADAS ont influencé une croissance annuelle composée prévue de 39,26 % pour les condensateurs diélectriques de classe 2 en raison de leur efficacité énergétique et de leur stabilité.

Afin d'équilibrer l'autonomie des véhicules électriques (distance) tout en alimentant les technologies intelligentes, les fabricants de batteries et les marques automobiles exigent des condensateurs en grandes quantités, mais aussi des pièces de qualité qui peuvent résister à des charges et décharges d'électricité plus rapides.

La chaîne d'approvisionnement des condensateurs est-elle en danger ?

Les fabricants cherchent à équilibrer la balance entre l'offre et la demande de condensateurs, qui penche vers cette dernière en raison des avancées en IA et du changement le plus impactant dans la technologie automobile mondiale. L'approvisionnement en pièces est entravé par de nombreux défis habituels, l'un des plus éminents étant une pénurie de matériaux.

De plus, les fabricants de MLCC fonctionnent actuellement à une capacité réduite pouvant aller jusqu'à 50%, ce qui impacte également des industries au-delà de l'automobile. Par exemple, les télécommunications constituent un secteur critique formant une base pour des services comme le V2X. Les industries ont non seulement besoin de condensateurs pour construire leurs produits, mais aussi pour permettre aux industries partenaires de développer l'infrastructure et les réseaux de communication nécessaires pour activer les plus hauts degrés de fonctionnalité de l'IA. 

Parallèlement à ces secteurs en développement, la demande de condensateurs s'aligne sur le besoin de réduire la consommation d'énergie dans des scénarios à haute puissance. Alors que les pays cherchent de nouvelles manières d'implémenter les technologies numériques dans la vie quotidienne et les fonctions commerciales, le condensateur est un composant critique pour une consommation d'énergie économe dans le processus. 

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Objectif global : Efficacité énergétique et Performance technique

Le climat mondial et l'innovation ont atteint un point d'inflexion, ce qui entraîne de vastes changements dans l'automobile et augmente l'utilisation de l'IA. Une gestion de l'énergie adéquate est clé pour intégrer du matériel et des logiciels incroyablement puissants.

Tandis que ces aides numériques en évolution offrent des avantages sociétaux et environnementaux, leurs demandes en énergie font de la consommation d'énergie un principe central dans leur développement. Cela augmentera la demande pour des condensateurs progressifs afin d'améliorer la performance tout en réduisant l'utilisation et les coûts énergétiques. 

Les industries adoptent également l'IA pour des avantages commerciaux, la réduction des coûts étant un domaine concerné. Pour les consommateurs, la performance énergétique pourrait également influencer leur adoption des véhicules électriques, guidée par les fabricants alors qu'ils équilibrent les fonctionnalités de l'IA avec l'abordabilité.