Abstract

AI の高度化に伴い AI チップの電力消費量が急激に増加し、800VDC システムの普及が進んでいます。これに伴い、Power Shelf のスペース不足問題により MLCC の導入が活発に進んでおり、定格電圧 1000V 以上の MLCC が注目されています。

Capacitance & Voltage range, MLCC (C0G, X7*) vs Film Capacitor

AI 演算需要の急増により、AI チップの電力消費量が大きく増加しています。
現在、AI システムの電力消費は 1MW に達しており、これにより膨大な電力消費が発生しています。
電力公式 𝐼=𝑃/𝑉に従うと、電圧（V）が高いほど電流（I）は低下します。
これは Q=𝐼^2 𝑅 の公式から分かるように、電流が低いほど発熱による損失を低減できることを意味します。また、低電流の使用により銅線使用量も削減できます。
さらに、電圧変換段階の縮小により変換損失が低減され、AC-DC から DC-DC への転換に伴う電力デバイスの小型化要求にも対応できます。

(C0G/X7*) Pros and Cons

C0G の最大の特長は、DC-bias の影響を受けないことです。800VDC の電圧が印加されても容量低下が発生せず、温度変化（-55°C~125°C）による容量減少もゼロに近い水準です。また、低い誘電損失（DF）値により自己発熱が低いです。ただし、C0G 物質は誘電率が低いため高容量の実現が難しく、現在 1000V 基準で 1210 inch サイズにおいて実現可能な最大容量は 33nF です。

▶ Part Number : CL32C333JIVNNW#

一方、X7 系列は高い誘電率により、小型サイズでも高容量を実現できます。しかし、DC-bias の影響を大きく受け、容量が初期値の約 30% 水準まで低下し、温度変化の影響も受けます。そのため、使用電圧および温度に応じた DC-bias と TCC 値を確認することが重要です。このような特性にもかかわらず、X7 系列は DC-DC コンバータの高圧入出力段の平滑（Smoothing）など、大容量電源段に適しています。

▶ Part Number : CL43B473KIURPJ#, CL55B104KIURPJ#

サムスン電機は現在、2220 inch サイズ 470nF 1000V 製品について検討を進めており、800VDC の普及に備えて次世代製品の開発を継続的に推進しています。

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