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上海永铭电子股份有限公司-永铭 MPS 系列超低 ESR 叠层固态电容:为 AI 服务器 CPU/GPU 供电提供纳秒级瞬态支撑与高频噪声抑制

2026-01-08 16:38:21

在 AI 算力持续爆发与供应链自主可控的双重背景下,AI 服务器主板 CPU/GPU 供电电路(VRM,Voltage Regulator Module,电压调节模块)的 DC-DC 输出端,正面临着更严苛的供电考验。公开行业资料显示,AI 芯片核心电压呈低压化趋势(典型约 0.8–1.2 V),单相电流能力可达到百安级。以往,满足此类高端 VRM 输出端需求的低 ESR 叠层/固态类电容方案主要由少数国际一线品牌长期主导。为应对纳秒级电流瞬变(di/dt)、MHz 级开关噪声、长期高温应力三大挑战,国内 AI 服务器厂商亟需性能达到国际同等标准,同时具备快速响应、稳定供应与成本优势的国产化取代方案。
注:以上电压/电流/频率为行业公开资料与典型 VRM 设计区间,具体以实际平台设计为准。

理念升级:从基础滤波到精准保障,重新定义供电末端电容价值

AI 服务器的高算力需求,使供电链路的瞬态响应速度与噪声控制精度要求显著提升。VRM 输出端的电容网络不再只是滤波/储能的通用配置,而是 AI 芯片供电的最后储能缓冲池与高频噪声泄放通道:既要在 VRM 响应延迟的空窗期快速补充能量,又要在高频段为噪声提供低阻抗路径。

因此,供电末端电容的选型理念应从满足基础电路需求升级为匹配 AI 芯片极致供电目标,聚焦精准瞬态支撑与高频噪声抑制两大核心。

三大核心指标:为什么 AI 服务器 VRM 输出端需要高端低 ESR 电容?

1)纳秒级瞬态支撑:降低电压下陷风险

在部分 AI 负载/平台的典型工况中,电流阶跃可呈现纳秒级特征(以平台与测试为准)。当 AI 计算单元在 10–100 ns 量级快速激活时,VRM 控制环路响应往往处于微秒级。若输出端电容的等效串联电阻(ESR)偏高,电荷释放速度不足,容易造成核心电压下陷,进而触发降频、错误或不稳定风险。因此,mΩ 级超低 ESR(例如 ≤3 mΩ)是满足此类瞬态供电要求的重要技术门槛之一(以目标阻抗与实测为准)。

2)MHz 级噪声抑制:有助于提升信号完整性

VRM 开关频率可达 MHz 量级(典型工作区间以平台设计为准),带来的高频纹波与谐波可能耦合到 PCIe、DDR 等高速信号通道。若电容在 MHz 频段阻抗偏高,噪声难以及时吸收与泄放,可能导致信号完整性下降与误码风险上升。因此,电容在高频段保持低阻抗特性,是保障高速系统信号纯净度的重要条件。

3)高温高纹波与长寿命:匹配 7×24h 可靠性与 TCO

数据中心 AI 服务器 7×24h 不间断运行,电容长期处于 85–105°C 高温环境及高纹波电流应力下。若材料体系与结构设计不足,可能出现容量衰减、ESR 上升乃至早期失效,成为系统可靠性短板。因此,满足 105°C/2000 h 等寿命等级,并具备 >10 A(@45°C/100 kHz,视具体型号)纹波承载能力,是降低宕机风险与优化全生命周期运维成本(TCO)的关键。

方案落地:永铭 MPS 系列——达到国际标准,更具备本土化高价值的替代选择

针对 AI 服务器 CPU/GPU 的 VRM 输出端供电需求,以及本土厂商对供应链安全与成本优化的迫切诉求,永铭电子推出 MPS 系列超低 ESR 叠层固态电容。该系列在关键电性能与可靠性指标上对标国际主流高端产品,并在交付响应、技术支持与本土供应链稳定性方面提供附加价值。

 

表 1|关键规格对标(2.5V/470µF 示例)

样品

永铭(MPS)
MPS471MOED19003R

松下(GX)
EEF-GXOE471R

额定电压Rated Voltage(V.DC)

2.5

2.5

标称容量Cap(μF)

470

470

浪涌电压SurgeVoltage(V.DC)

3.15

3.15

额定温度范围OperatingTemp.Range(℃)

-55~+105

-55~+105

容量范围CapacitanceTolerance(%)

±20

±20

损耗Tanδ(120Hz)Max(%)

6

6

等效串联电阻ESR(mΩ)Max 20℃100KHz

3

3

额定纹波电流(mA/r.m.s)45℃100KHz

10200

10200

漏电流LeckageCurrent(μA)Max(2min)

235

118

寿命LifeAt 105℃(Hours)

2000

2000

表 2|实测参数(示例条件)

样品

项目

CAP(μF)

DF(%)

ESR(mΩ)

LC(uA)

测试条件

120Hz 20℃

120Hz(20℃)

100KHz 20℃

20℃ 2.5V 120S


永铭(MPS)

SPEC

376~544

≤6

≤3

≤235

实测数据

423.5

1.2

2.4

12.6


松下(GX)

SPEC

376~544

≤6

≤3

≤118

实测数据

428.7

1.3

2.1

10.3


表 3|容量-温度数据表(单位:µF;温度点:-55/-25/0/20/45/65/85/105°C)

样品

-55°C

-25°C

0°C

20°C

45°C

65°C

85°C

105°C

MPS(永铭)

410

416

420

422

425

428

436

445

GX(松下)

412

417

421

426

429

431

435

441

image.png

表 4|ESR-温度数据表(单位:mΩ;测试频率:100kHz;温度点同上)

样品

-55°C

-25°C

0°C

20°C

45°C

65°C

85°C

105°C

MPS(永铭)

2.1

2.3

2.4

2.4

2.4

2.7

2.9

3.3

GX(松下)

1.9

2.1

2.0

2.1

2.2

2.4

2.7

3.1

image.png

表 5|105°C 直流 2000 h 寿命验证趋势(节选)

项目

样品

0h

500h

1000h

1500h

2000h

CAP

MPS(永铭)

442.6

435.8

430.2

≈420.6

405.6

GX(对标)

460.3

447.8

443.2

≈420.6

411.3


ESR

MPS(永铭)

2.58

2.74

4.15

5.34

6.1

GX(对标)

2.42

4.46

4.75

5.16

6.28


DF

MPS(永铭)

1.2

1.6

1.9

2.3

3.1

GX(对标)

0.9

1.15

1.4

1.8

2.6


LC

MPS(永铭)

9.25

0.92

0.68

0.77

0.52

GX(对标)

3.11

2.23

3.03

1.69

2.22


 

image.png 

关键对标数据文本摘要

• ESR:在 20°C/100kHz 条件下,永铭MPS 实测 ESR 约 2.4 mΩ;对标样品约 2.1mΩ。规格书 ESR Max 均为 3 mΩ(以具体规格书为准)。

• 纹波电流:两者在 45°C/100kHz 的额定纹波电流指标为 10.2 A_rms(以具体型号规格书为准)。

• 寿命:两者寿命等级均为 105°C/2000 h(以具体规格书为准)。

结语:在国产化趋势下,为 AI 服务器供电可靠性提供可替代、可交付、可验证的选择

在 AI 服务器的算力竞争与供应链自主化趋势下,供电链路元件的性能与来源同样关键。选择一款在核心电性能与可靠性上达到国际同等标准,同时在供应安全、成本优化与服务响应上具备本土优势的电容方案,正成为 AI 服务器厂商提升竞争力的重要抓手。永铭 MPS 系列致力于成为您的可靠替代选择。

如需为您的 AI 服务器项目评估供电完整性(PI,Power Integrity,电源完整性)方案,获取 MPS 系列规格书、测试报告或样品,欢迎与我们联系。建议提供:核心电压范围、瞬态电流需求、PCB 布局空间、温升与寿命目标,我们将提供针对性的选型与验证建议。

Q&A

Q:在 AI 服务器中,如何选择 CPU/GPU 供电的 DC-DC 输出端电容?

A:建议重点关注三大核心指标:
1)超低 ESR(例如 <3 mΩ),以满足瞬态供电与目标阻抗要求(以平台实测为准);
2)高纹波电流能力(例如 >10 A @45°C/100kHz,视具体型号),适配长期高负荷运行;
3)高温长寿命(例如 105°C/2000 h 等级),匹配数据中心 7×24h 工作模式。
MPS 系列叠层固态电容围绕上述主流指标设计,并结合本土化支持,可作为高性价比替代方案参考。

核心摘要

适用场景:AI 服务器/高性能计算服务器 CPU/GPU 的 VRM(DC-DC)输出端滤波与储能。

核心优势:超低 ESR(mΩ 级)瞬态支撑;高频低阻抗噪声抑制;高温高纹波与寿命等级对齐国际主流标准;并具备本土供应链稳定与快速响应。

推荐产品:永铭电子(YMIN)MPS 系列超低 ESR 叠层固态电容(2.5V/470µF 示例:MPS471M0ED19003R)。

数据口径与商标声明

1)数据来源:本文规格参数来自公开规格书;表 2–5 中的曲线/寿命趋势数据为我方对样品进行的对标测试结果(样品通过公开渠道采购),用于技术交流与选型参考。
2)测试说明:不同测试平台、样品批次与测试条件可能导致差异;本文数据仅对应所述条件与样品,不代表所有批次与全部型号。
3)商标声明:Panasonic、GX 等为其权利人商标/系列名称。文中提及仅用于识别对标对象与技术对比说明,不构成任何形式的关联、背书或贬损。