MLCC용 나노 지르코니아 — AI 서버 및 5G 수요
BaTiO₃ 기반 MLCC의 유전체 개질제로서 ZrO₂ — AI 인프라 구축으로 주도되는 X7R/X8R 특성을 위한 온도 안정성
적층 세라믹 콘덴서 (MLCC)는 전자제품에서 가장 많이 소비되는 수동 부품으로 연간 생산량이 4조 개를 초과합니다. 각 AI GPU 서버 (NVIDIA H100/B200 등급)에는 15,000–20,000개의 MLCC가 들어 있고, 각 5G 매크로 기지국에는 10,000–15,000개가 필요합니다. 나노 지르코니아는 이를 가능하게 하는 중요한 기능성 첨가제입니다.
SEMITECH은 MLCC 유전체 층 개질을 위해 특별히 배합된 d50 <50 nm의 전자 등급 나노 ZrO₂ 분말을 공급합니다.
MLCC 유전체에서 지르코니아의 역할
MLCC의 유전체 층은 높은 유전 상수 (ε ~3000–5000)를 가진 바륨 티타네이트 (BaTiO₃, BT)를 기반으로 합니다. 그러나 순수한 BaTiO₃는 ~125°C에서 날카로운 큐리 피크를 나타내어 온도에 따라 정전용량이 극적으로 변합니다.
지르코니아 (ZrO₂)는 두 가지 메커니즘으로 이 문제를 해결합니다:
코어-쉘 결정립 구조 형성: 나노 ZrO₂를 BaTiO₃ 분말에 첨가하고 1100–1250°C에서 공동 소결하면 Zr⁴⁺가 BT 결정립의 외부 쉘로 확산되어 순수한 BT 코어 주위에 Ba(Ti₁₋ₓZrₓ)O₃ 고용체 쉘을 형성합니다.
결정립 성장 억제: 결정립 경계의 나노 ZrO₂ 입자가 소결 중 BT 결정립 성장을 억제하여 평균 결정립 크기를 0.1–0.3 μm로 유지합니다.
MLCC 등급 나노 지르코니아 기술 사양
| 파라미터 | 사양 | 시험 방법 |
|---|---|---|
| ZrO₂ 순도 | ≥99.9% | ICP-OES |
| 중앙 입자 크기 d50 | <50 nm | 동적 광산란 |
| 1차 입자 크기 (TEM) | 20–40 nm | TEM |
| 비표면적 (BET) | 30–60 m²/g | N₂ 흡착 |
| 결정 상 | 단사정계 또는 정방정계 | XRD |
| Fe₂O₃ | <10 ppm | ICP-OES |
| SiO₂ | <50 ppm | ICP-OES |
| Na₂O | <30 ppm | ICP-OES |
| 수분 | <1.0% | TGA |
▶Show full content (3 sections)
MLCC 배합 및 처리
나노 ZrO₂는 BaTiO₃에 대해 1–5 mol%로 첨가됩니다:
- X7R (ΔC/C₂₅°C ±15% 이내, -55°C ~ +125°C): 1–3 mol% ZrO₂
- X8R (ΔC/C₂₅°C ±15% 이내, -55°C ~ +150°C): 3–5 mol% ZrO₂ 및 추가 희토류 공도펀트
박층 유전체 과제: 현대 MLCC 설계는 0.4–0.8 μm의 유전체 층을 500–1000+ 개 층으로 사용합니다.
소결 프로파일: BaTiO₃ + ZrO₂ 유전체 배합물을 환원 분위기 (N₂/H₂)에서 Ni 내부 전극과 1150–1250°C에서 공동 소결합니다.
시장 동인: AI 및 5G 인프라
| 플랫폼 | 단위당 MLCC | 연간 단위 | 연간 MLCC 수요 |
|---|---|---|---|
| AI GPU 서버 (H100/B200) | 15,000–20,000 | ~2M (2025) | 300–400억 |
| 5G 매크로 기지국 | 10,000–15,000 | ~1.5M | 150–220억 |
| EV (BEV/PHEV) | 8,000–12,000 | ~18M | 1,440–2,160억 |
| 스마트폰 | 800–1,200 | ~1.2B | 9,600억–1.4조 |
SEMITECH를 선택하는 이유
- d50 <50 nm 보증: 모든 로트를 DLS 및 TEM으로 검증
- 미량 금속 인증으로 99.9% 순도: Fe <10 ppm, Si <50 ppm, Na <30 ppm
- 확장 가능한 공급: 나노 등급 ZrO₂를 위한 월 >10 MT 생산 능력
샘플, CoA 및 가격에 대해 info@semitechnm.com으로 문의하세요.