자동차와 인공지능: 커패시터 붐을 주도하는 두 산업

신기술이 소비자의 삶의 모든 측면과 다양한 비즈니스 기능을 장악하고 있습니다. 

모든 것이 디지털화됨에 따라, 자동차와 컴퓨터 모두 복잡한 기능을 가능하게 하는 안전하고 효율적인 부품에 의존함에 따라 고성능 응용 프로그램을 위한 커패시터에 대한 수요가 기하급수적으로 증가하고 있습니다. 

인공지능(AI)의 부상은 데이터 센터 운영 및 에너지 관리를 포함한 다양한 분야에서 전력 요구에 영향을 미칩니다. 이제 이러한 잠재력은 전기차(EV) 시장이 성장함에 따라 자동차 부문에서도 나타나고 있으며, 기업들은 지능형 시스템에 의존하여 혁신을 추구하고 있습니다. 

AI로 인한 커패시터 수요

AI의 잠재적 사용 사례를 생각해 보면, 몇 년 안에 그것이 현실화될 것입니다. 우리는 이를 인식하고 모든 산업 분야에서 새로운 기술의 빠른 확장성을 이미 미래의 글로벌 경제를 운영하는 핵심 요소로 만들고 있습니다. 이는 식품이 생산되는 방식, 이동성 네트워크가 관리되는 방식, 그리고 기업이 연결성을 활용하는 방식에 영향을 미칩니다.

커패시터는 AI 기반 컴퓨팅의 전력 분배에 있어 핵심 구성 요소입니다. 가장 일반적으로 사용되는 부품은 초고전력 밀도와 더 빠른 전송 속도를 특징으로 합니다. 이러한 능력이 없다면, AI는 실시간 데이터 분석을 수행하고 그에 따른 조치를 취할 수 없습니다. 

그러나 2023년에는 커패시터 부문이 회복세를 보였으며, 특히 현대 자동차에 통합된 전자 장치와 지능형 하위 시스템을 지원하는 데 지속적으로 사용되는 세라믹 종류—다층 세라믹 커패시터(MLCCs)—가 그러합니다. 다른 산업 분야에서는 AI 사용이 크게 증가하고 있으며, 이는 개선된 전력 교환의 필요성을 촉진하고 있습니다. 일부 산업에는 다음이 포함됩니다: 

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• 농업 - 인공지능(AI)과 기계학습(ML)은 작물 생산성을 높이고, 작물 모니터링, 토양 관리, 해충 및 질병 관리와 같은 과정을 자동화하는 데 더 큰 결과를 제공하고 있습니다. 
• 보건 의료 - 질병 식별과 치료의 개인화뿐만 아니라 의료 제공을 간소화하는 일부 조직적 관행에 AI를 활용합니다. 
• 에너지 및 유틸리티 - 에너지의 가장 효율적인 생산과 소비를 보장하기 위해 실시간 모니터링 및 분석을 구현합니다. 
• 제조 및 물류 - 제조 과정에서 날씬한 과정을 생성하고 불량 제품의 가능성을 최소화합니다. 

2021년에 출하된 커패시터의 양과 비교할 때, 2023년에는 1.358조 단위로 34% 감소했습니다. 2023년에 가격이 상승할 것으로 예상되었는데, 이는 귀중한 재료의 부족과 제조업체들 사이의 생산 능력 감소로 인한 공급망 장애의 여파로 인한 것입니다. 한편, 더 강력하고 능력 있는 기술들이 개발되고 있어, 상류 공급업체들이 자신의 역할을 유지하도록 요구하고 있습니다. 

AI 응용 분야에서 사용되는 모든 유전체 커패시터에 대해 여기서 설명합니다: 

• MLCC 캐패시터: 전력 관리 회로에서 주로 사용되며, 낮은 등가 시리즈 저항(ESR)으로 더 큰 안정성과 열 효율을 제공합니다.
• 탄탈럼 캐패시터: AI 가속기 및 임베디드 시스템과 같이 신뢰성이 주요 고려사항인 AI 회로에서 사용됩니다. 이들은 높은 용량 밀도, 넓은 온도 범위에 대한 안정성, 그리고 낮은 전류 누설을 제공하지만, 일반적으로 사용되는 세라믹 캐패시터보다 비용이 더 들 수 있습니다. 
• 폴리머 캐패시터: 낮은 ESR이 주요 우선순위인 경우 폴리머가 사용됩니다. 이 또한 세라믹 대비 비용이 더 들 수 있습니다. 
• 전해 캐패시터: 정기적으로 큰 부하 스파이크가 필요한 시스템을 보완할 수 있습니다. 따라서 전해 캐패시터는 AI 지원 GPU나 전력 전달 시스템에서 사용되며, EV 배터리 시스템에 유용합니다. 
• 필름 캐패시터: AI 하드웨어에서는 덜 흔하지만, 특정 전력 조절 응용 프로그램, AI 가속기에서의 전력 평활화, 고주파에서의 에너지 저장, AI 지원 로보틱스의 에너지 관리, 그리고 AI 의료 기기에서의 고전압 필터링 전기 장애에 사용됩니다. 

자동차 부문에서의 캐패시터 수요

자동차 산업은 주요 기업과 신규 진입자들이 역대 가장 깊은 변화의 일부가 되면서 중대한 전환점에 있습니다. 전기화를 통해 소비자와 운송업체 모두에게 완전히 새로운 운전 경험이 제공되며, 이는 EV(전기차) 덕분이며(잠재적 MLCC CAGR 49.43%), 개발 중인 안전 조치, 운전 효율성을 극대화하기 위한 첨단 기술, 그리고 차량 간의 연결 용이성 덕분입니다. 

자동차 부문에서 캐패시터 수요가 증가하는 것은 AI를 다양한 기능에 사용함에 따른 반응으로, 다음을 포함합니다: 

• 고급 운전자 보조 시스템(ADAS) - 차량이 주변 환경을 분석하고 차선 유지 보조, 적응형 크루즈 컨트롤, 위험 인식, 조향 지원 등을 운전자에게 제공하는 능력입니다. 이는 카메라, 레이더 센서, 라이다(Light Detection and Ranging)와 같은 다양한 현대 기술을 통합합니다. 
• 차량 간 통신(V2V) - 실시간으로 차량 간에 데이터를 무선으로 교환하는 것으로, 도로 안전과 교통 효율성을 개선하기 위해 현재 개발 및 구현 중입니다. 
• 차량-모든 것(V2X) - 연결성을 기반으로, 기업들은 차량과 주변 인프라 간의 데이터 공유를 가능하게 하는 솔루션 개발을 위해 디지털 혁신가들과 협력하고 있습니다. 

이러한 기능을 가능하게 하는 데에는 AI와 ML이 필수적이며, 이는 차량 회사들이 커패시터 공급망의 상태에 동등하게 투자하는 이유입니다. 커패시터는 보다 진보된 시스템을 위한 충분한 에너지 전달 능력을 제공하기 때문입니다. 

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2024년에는 MLCC 시장 규모가 미화 29억 4천만 달러로 성장하며, 2017년 이후의 추세를 바탕으로 한 예측에 따라 2029년에는 미화 153억 6천만 달러에 이를 것으로 전망된다. ADAS 기술의 발전은 에너지 효율성과 안정성 때문에 Class 2 유전체 커패시터의 예상 CAGR이 39.26%에 이르게 했다.

스마트 기술을 구동하면서 EV 범위(거리)를 균형 있게 유지하기 위해, 배터리 제조업체와 자동차 브랜드는 대량의 커패시터를 요구하지만, 전기의 빠른 충전과 방전을 견딜 수 있는 품질 좋은 부품도 요구한다.

커패시터 공급망에 위험이 있는가?

제조업체들은 AI의 발전과 자동차 기술에서 가장 큰 변화로 인해 수요 쪽으로 기울어진 커패시터의 공급과 수요 사이의 균형을 유지하려고 노력하고 있다. 부품 공급은 재료 부족과 같은 여러 가지 일반적인 도전에 의해 방해받고 있다.

또한, MLCC 제조업체들은 현재 최대 50%까지 낮은 용량으로 운영되고 있으며, 이는 자동차 산업을 넘어 다른 산업에도 영향을 미칩니다. 예를 들어, V2X와 같은 서비스의 기반이 되는 통신은 중요한 부문입니다. 산업들이 제품을 제조하기 위해 커패시터가 필요한 것뿐만 아니라, 파트너 산업이 인프라와 통신 네트워크를 개발하여 최고 수준의 AI 기능을 가능하게 하는 데에도 필요합니다. 

이러한 개발 중인 부문과 함께, 커패시터에 대한 수요는 고전력 시나리오에서 에너지 소비를 줄이는 필요성과 일치합니다. 국가들이 일상 생활과 상업 기능에 디지털 기술을 새로운 방식으로 도입하려고 할 때, 커패시터는 과정에서 에너지 소비를 최소화하는 데 있어 핵심적인 구성 요소입니다. 

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종합적인 목표: 에너지 효율성 및 기술 성능

전 세계 기후와 혁신은 변곡점에 도달했으며, 이는 자동차 산업에서 큰 변화를 주도하고 AI 사용을 증가시키고 있습니다. 강력한 하드웨어와 소프트웨어를 통합하는 데 있어 적절한 에너지 관리가 핵심입니다.

이러한 발전하는 디지털 보조 수단은 사회적 및 환경적 이점을 제공하지만, 그들의 전력 수요는 개발의 핵심 원칙으로 에너지 소비를 만듭니다. 이는 성능을 향상시키면서 에너지 사용과 비용을 줄일 수 있는 진보적인 커패시터에 대한 수요를 증가시킬 것입니다. 

산업계는 비용 절감이 한 분야인 상업적 이익을 위해 AI를 채택하고 있습니다. 소비자의 경우, 에너지 성능이 EV의 수용에 영향을 줄 수 있으며, 제조업체가 AI 기능과 가격 접근성을 균형있게 고려하면서 이를 안내합니다.