Ngành Ô tô và Trí Tuệ Nhân Tạo: Hai Ngành Đang Thúc Đẩy Sự Bùng Nổ của Tụ Điện

Công nghệ mới đang chiếm lĩnh mọi khía cạnh trong cuộc sống của người tiêu dùng và nhiều chức năng kinh doanh.

Với mọi thứ đang chuyển đổi sang số, nhu cầu về tụ điện cho các ứng dụng công suất cao đang tăng lên một cách chóng mặt khi cả xe hơi và máy tính đều phụ thuộc vào các bộ phận an toàn, hiệu quả để kích hoạt các chức năng phức tạp.

Sự bùng nổ của trí tuệ nhân tạo (AI) ảnh hưởng đến nhu cầu về năng lượng trong các lĩnh vực khác nhau, bao gồm hoạt động của trung tâm dữ liệu và quản lý năng lượng. Tiềm năng tương tự hiện nay cũng xuất hiện trong ngành ô tô, đặc biệt là khi thị trường xe điện (EV) phát triển và các công ty phụ thuộc vào các hệ thống thông minh để đổi mới.

Nhu cầu về tụ điện do AI

Nghĩ về một ứng dụng tiềm năng cho AI và, trong vài năm, nó sẽ trở thành hiện thực. Chúng tôi nhận ra điều này và sự mở rộng nhanh chóng của các công nghệ mới trên tất cả các ngành công nghiệp, điều này đã làm cho nó trở thành một yếu tố cốt lõi cho việc vận hành nền kinh tế toàn cầu của tương lai. Điều này ảnh hưởng đến cách thức sản xuất thực phẩm, quản lý mạng lưới di chuyển và cách thức doanh nghiệp tận dụng kết nối.

Tụ điện là thành phần cốt lõi của việc phân phối điện năng cho tính toán được hỗ trợ bởi AI—các bộ phận thường được sử dụng nhất được đặc trưng bởi mật độ công suất cực cao và tốc độ truyền dẫn nhanh hơn. Không có khả năng này, AI không thể thực hiện phân tích dữ liệu thời gian thực và thực hiện các hành động kết quả. 

Tuy nhiên, các phân khúc tụ điện đã phục hồi vào năm 2023, đặc biệt là loại gốm—hay tụ điện gốm đa lớp (MLCCs)—được ngành ô tô sử dụng một cách liên tục để hỗ trợ điện tử và các hệ thống phụ thông minh được tích hợp vào xe hơi hiện đại. Đối với các ngành công nghiệp khác, có một sự tăng đáng kể trong việc sử dụng AI, điều này thúc đẩy nhu cầu về việc cải thiện trao đổi điện năng. Một số ngành công nghiệp bao gồm: 

Part Insights Experience

Access critical supply chain intelligence as you design.

Learn More

• Nông nghiệp - AI và học máy (ML) đang mang lại kết quả tốt hơn về sản lượng cây trồng, tự động hóa các quy trình như giám sát cây trồng, quản lý đất, và kiểm soát sâu bệnh. 
• Y tế - Ứng dụng AI cho việc nhận diện bệnh và cá nhân hóa việc chăm sóc, cũng như một số thực hành tổ chức để tối ưu hóa việc cung cấp dịch vụ y tế. 
• Năng lượng và Tiện ích - Thực hiện giám sát và phân tích thời gian thực để đảm bảo sản xuất và tiêu thụ năng lượng hiệu quả nhất. 
• Sản xuất và Logistics - Tạo ra các quy trình tinh gọn trong sản xuất và giảm thiểu khả năng sản phẩm lỗi. 

Khi so sánh với số lượng tụ điện được vận chuyển trong năm 2021, nguồn cung đã thấy một sự giảm 34% trong năm 2023 xuống còn 1.358 nghìn tỷ đơn vị. Giá cả, dự kiến sẽ tăng trong năm 2023, đã tăng lên do sự gián đoạn chuỗi cung ứng còn sót lại do thiếu hụt nguyên liệu quý và giảm công suất sản xuất giữa các nhà sản xuất. Trong khi đó, các công nghệ mạnh mẽ và có khả năng hơn đang được phát triển, đặt ra yêu cầu cho các nhà cung cấp phía thượng nguồn để giữ vững phần của họ. 

Tất cả các tụ điện điện môi được sử dụng trong các ứng dụng AI được giải thích ở đây: 

• Tụ điện MLCC: Thường được sử dụng cho việc lọc và giảm nhiễu trong mạch quản lý nguồn, cung cấp độ ổn định và hiệu quả nhiệt cao với điện trở nối tiếp tương đương (ESR) thấp.
• Tụ điện Tantalum: Được sử dụng trong mạch AI nơi độ tin cậy là mối quan tâm hàng đầu, như bộ tăng tốc AI và hệ thống nhúng. Chúng cung cấp mật độ dung lượng cao, ổn định qua một phạm vi nhiệt độ rộng, và rò rỉ dòng điện thấp, tuy nhiên, chúng cũng có thể đắt hơn so với các loại tụ điện gốm thường được sử dụng nhiều hơn. 
• Tụ điện Polymer: Khi ESR thấp là ưu tiên hàng đầu, người ta sử dụng polymer. Một lần nữa, chúng có thể đắt hơn so với các loại gốm. 
• Tụ điện điện phân: Các loại này có thể bổ sung cho các hệ thống yêu cầu các đợt tải lớn thường xuyên. Do đó, tụ điện điện phân được sử dụng trong GPU hỗ trợ AI hoặc hệ thống cung cấp nguồn, và làm cho chúng hữu ích cho hệ thống pin EV. 
• Tụ điện Film: Mặc dù ít phổ biến trong phần cứng AI, tụ điện film được sử dụng trong một số ứng dụng điều kiện nguồn, làm mịn nguồn trong bộ tăng tốc AI, lưu trữ năng lượng ở tần số cao, quản lý năng lượng trong robot có khả năng AI, và lọc nhiễu điện áp cao trong thiết bị y tế AI. 

Nhu cầu Tụ điện trong Ngành Ô tô

Ngành công nghiệp ô tô đang ở một điểm then chốt, nơi mà các tên tuổi lớn và những người mới tham gia vào ngành đang là một phần của cuộc biến đổi sâu rộng nhất từ trước đến nay. Với sự điện khí hóa, một trải nghiệm lái xe hoàn toàn mới dành cho cả người tiêu dùng và các nhà điều hành đội xe, tất cả nhờ vào xe điện (chiếm tiềm năng MLCC CAGR 49.43%) và các biện pháp an toàn đang phát triển, công nghệ tiên tiến để tối đa hóa hiệu quả lái xe, và sự dễ dàng kết nối giữa các phương tiện. 

Nhu cầu tụ điện tăng lên từ ngành ô tô là phản ứng với việc sử dụng AI trong các chức năng khác nhau, bao gồm: 

• Hệ thống hỗ trợ lái xe tiên tiến (ADAS) - Khả năng của xe hơi phân tích môi trường xung quanh và hỗ trợ người lái với các tính năng như hỗ trợ làn đường, kiểm soát hành trình linh hoạt, nhận biết nguy hiểm và lái xe. Điều này kết hợp một số công nghệ hiện đại: camera, cảm biến radar và Phát hiện và Đo khoảng cách bằng Ánh sáng (LIDAR). 
• Xe giao tiếp với xe (V2V) - Trao đổi dữ liệu không dây giữa các xe, theo thời gian thực, hiện đang được phát triển và triển khai để cho phép các phương tiện giao tiếp nhằm cải thiện an toàn đường bộ và hiệu quả giao thông. 
• Xe giao tiếp với mọi thứ (V2X) - Dựa trên kết nối, các công ty đang làm việc với các nhà đổi mới số để phát triển giải pháp cho phép chia sẻ dữ liệu giữa xe hơi và cơ sở hạ tầng xung quanh. 

AI và ML là thiết yếu để kích hoạt những chức năng này, đó là lý do tại sao, không thể tránh khỏi, các công ty ô tô cũng đầu tư mạnh mẽ vào tình trạng chuỗi cung ứng tụ điện - vì tụ điện cung cấp khả năng truyền tải năng lượng đủ để mở đường cho các hệ thống tiên tiến hơn. 

Altium Enterprise

Solutions for the Automotive Industry

Learn More

Vào năm 2024, quy mô thị trường MLCC sẽ tăng lên 2,94 tỷ USD với sự tăng trưởng dự báo (được hỗ trợ bởi xu hướng từ năm 2017 trở đi) lên đến 15,36 tỷ USD vào năm 2029. Sự phát triển trong công nghệ ADAS đã ảnh hưởng đến mức tăng trưởng hàng năm hợp nhất (CAGR) dự kiến là 39,26% đối với tụ điện điện môi lớp 2 do hiệu quả năng lượng và ổn định của chúng.

Để cân bằng phạm vi EV (khoảng cách) trong khi cung cấp năng lượng cho các công nghệ thông minh, các nhà sản xuất pin và các thương hiệu ô tô đều yêu cầu tụ điện với số lượng lớn, nhưng cũng cần những bộ phận chất lượng có thể chịu được việc sạc và xả điện nhanh hơn.

Liệu Chuỗi Cung Ứng Tụ Điện Có Gặp Rủi Ro?

Nhà sản xuất đang tìm cách cân bằng giữa cung và cầu của tụ điện, điều này bị nghiêng về phía sau do tiến bộ của AI và sự thay đổi ảnh hưởng nhất trên thế giới trong công nghệ ô tô. Việc cung cấp các bộ phận bị cản trở bởi nhiều thách thức thường gặp—một trong những thách thức nổi bật nhất là tình trạng thiếu hụt vật liệu.

Hơn nữa, hiện nay các nhà sản xuất MLCC hoạt động với công suất giảm xuống thấp như 50%, điều này cũng ảnh hưởng đến các ngành công nghiệp ngoài ngành ô tô. Ví dụ, viễn thông là một ngành quan trọng tạo nền tảng cho các dịch vụ như V2X. Không chỉ các ngành công nghiệp cần tụ điện để xây dựng sản phẩm của mình, mà còn để cho phép các ngành công nghiệp đối tác phát triển cơ sở hạ tầng và mạng lưới truyền thông cần thiết để kích hoạt các mức độ chức năng AI cao nhất. 

Bên cạnh những ngành đang phát triển này, nhu cầu về tụ điện phù hợp với nhu cầu giảm tiêu thụ năng lượng trong các tình huống sử dụng công suất cao. Khi các quốc gia tìm kiếm những cách mới để triển khai công nghệ số vào cuộc sống hàng ngày và chức năng thương mại, tụ điện là một thành phần quan trọng cho việc tiêu thụ năng lượng gọn nhẹ trong quá trình đó. 

Make cents of your BOM

Free supply chain insights delivered to your inbox

Learn More

Mục tiêu Tổng quát: Hiệu quả Năng lượng và Hiệu suất Kỹ thuật

Khí hậu toàn cầu và đổi mới sáng tạo đã đạt đến một điểm ngoặt, điều này thúc đẩy những thay đổi lớn trong ngành ô tô và tăng cường sử dụng AI. Quản lý năng lượng đúng cách là chìa khóa để tích hợp phần cứng và phần mềm cực kỳ mạnh mẽ.

Trong khi những trợ giúp số hóa đang phát triển này mang lại lợi ích xã hội và môi trường, nhu cầu năng lượng của chúng khiến tiêu thụ năng lượng trở thành một nguyên tắc cốt lõi trong quá trình phát triển của chúng. Điều này sẽ tăng nhu cầu về tụ điện tiến bộ để tăng cường hiệu suất trong khi giảm tiêu thụ năng lượng và chi phí. 

Các ngành công nghiệp cũng đang áp dụng AI để thu lợi nhuận thương mại, giảm chi phí là một lĩnh vực. Đối với người tiêu dùng, hiệu suất năng lượng cũng có thể ảnh hưởng đến việc họ chấp nhận xe điện (EVs), được các nhà sản xuất hướng dẫn khi họ cân nhắc giữa các tính năng AI với khả năng chi trả.