● 前言

    當您看到顯卡上遍布小黃豆（鉭電容的暱稱）時第一反應是什麼呢？高性能、高頻、高比容、高可靠性、高適應性、耐高溫，還是易爆、要降壓使用、昂貴……

    不管您對其有什麼印象，不過在您使用或設計一片顯卡時可不要給第一印象和老經驗給蒙蔽了，因為技術是日新月異的，下面就要和大家聊聊鉭電容家族中的兩個主要成員鉭聚合物電容和鉭二氧化錳電容，他們由于陰極特性的不同導致很多截然不同的特性，因此也造成顯卡性能的差別。看到技術文字又頭痛了是麼？不要怕我們用輕松的圖表配合簡單文字讓你輕易變成此領域的專家，還等什麼，我們開始，LET’S GO!

一 鉭聚合物電容VS鉭二氧化錳電容之安全篇

    一個是安靜包容一個是火爆易怒很多消費者和工程師對鉭電容的第一印象就是鉭電容的爆炸威力，確實很多反坦克武器的藥型罩或爆炸成型外殼都是用鉭金屬做成，坦克的外殼都能輕松撕破，可想而知鉭電容的爆炸威力不小。不過能爆炸的可是鉭二氧化錳電容，鉭聚合物電容可炸不了，為什麼呢？

    我們先看看鉭二氧化錳電容為什麼會爆炸：當電容遇到反向電壓（就是交流電或生產時搞錯了極性）或突發大電流時，由于熱量迅速增加，陰極二氧化錳會釋放出大量的氧氣，氧氣通過介質五氧化二鉭的裂縫或空隙遇到陽極鉭，這些鉭可是純正鉭粉啊，氧氣遇到鉭再加高熱，就是皮厚的坦克也怕遇見，之後就是轟的一聲……

    小則顯卡報廢，大則傷人，您應該慶幸的是鉭電容的體積普遍較小，如果多裝點鉭粉，那可就……一般來說早期的DIAMOND、STB、創新等公司設計的高端顯卡全部採用鉭二氧化錳電容，在設計和生產時對于電容的極性和大電流都有極其嚴格的要求，因此工程師和工廠都是戰戰兢兢，生怕這些家伙會惹禍。

    不過要是DIAMOND等公司的顯卡設計師能等到今天用鉭聚合物電容可就不會這麼害怕了，因為他們根本不會爆炸。（見圖二）當鉭聚合物電容碰到極性相反的電壓或巨大的電流時，高熱首先會讓部分陰極聚合物揮發，即使有些聚合物釋放出氧氣也沒關系，其它聚合物會吸收氧氣並膨脹，這樣從根本上杜絕氧氣與鉭粉接觸，沒有了氧氣這個氧化劑，爆炸怎麼發生呢？由此看出鉭聚合物電容還有自愈特性，即使碰到惡劣條件還能繼續工作，所以可靠性特別高。

您如果不信，那麼就給看看圖三的試驗吧：

    在施加兩倍的反向電壓，外帶瞬間20安培電流的巨大折磨下那些鉭二氧化錳全部灰飛煙滅，而剩余的鉭聚合物電容卻完好無損，下次您看到小黃豆時可別都認為他們脾氣火爆啊，它們中的鉭聚合物電容可是安靜包容的“大家閨秀”。

二 鉭聚合物VS鉭二氧化錳之降壓使用篇

    一個是溫婉賢淑一個是剛硬威猛很多讀者又說了，我以前設計和使用顯卡，那些標稱為16V的鉭電容甚至要降壓到8V使用，就是這樣還不能保証不被擊穿呢！是啊鉭二氧化錳電容確實有這個問題存在，那是因為電容的陰極二氧化錳太剛硬威猛，由于二氧化錳的硬度高，在使用過程中的熱脹冷縮產生的應力導致二氧化錳顆粒可以擠壓薄薄的五氧化二鉭介質層，導致介質變薄，所以電壓越高越容易擊穿介質導致短路，因此傳統上鉭二氧化錳電容都是要降壓50%使用。

    可是鉭聚合物電容就不會了，由于聚合物又軟可塑性又強，即使碰到應力也不會對五氧化二鉭介質層造成極大的傷害，因此其低壓產品只要降壓10%使用，高壓產品如16V降壓20%使用即可，也就是說16V鉭聚合物電容安全工作電壓是12.8V，剛好應用于670、9600的12V外接電源濾波上。

	鉭二氧化錳電容	聚合物鉭電容
應用于 50% 額定電壓時 失效率(PPM)	9	0
應用于 80% 額定電壓時 失效率(PPM)	458	5
應用于 90% 額定電壓時 失效率(PPM)	1,700	10
應用于 100% 額定電壓時 失效率(PPM)	2,943	65

    看看上表，這是KEMET公司兩種電容的對比試驗數據。如果您顯卡因為使用了鉭聚合物電容而在1000000（PPM代表百萬分之一）次試驗中碰到了幾次失效（注：失效不等于損壞，之後還可繼續工作），那您可以買彩票了。

● 鉭聚合物VS鉭二氧化錳之價格篇

    一個是陽春白雪 一個是下里巴人好多讀者反應，我買過鉭電容啊，幾毛一顆就搞定了。普通小容量低壓鉭二氧化錳電容是不貴，一顆AVX的2.5V 22UF鉭二氧化錳電容每顆售價可能0.3到0.4元人民幣，可是如果一顆大容量低ESR的鉭聚合物電容是什麼價格呢？如果高壓大容量的鉭聚合物電容又是什麼價格呢？造成價差那麼大的原因又是什麼呢？

    如果大家有興趣查查國際報價（一般是DIGIKEY或TTI等網站）就可以知道，一顆KEMET T530系列，1000UF 2.5V的的鉭聚合物電容每顆要3.5美元以上，也就是20多元人民幣，好東西真是不便宜。就算是規格低一些的KEMET 330UF 2.5V的鉭聚合物電容也要賣1.5美元一顆以上，折合10元多人民幣呢。

    至于一些獨家產品更是天價或沒報價，如KEMET獨家的16V 150UF鉭聚合物電容，由于其它家的技術無法實現如此高壓下的150UF容量，因此目前根本很少報價，即使報價也讓人嚇死，而且交期長達3到11個月，真不知道誰敢長期使用。
很多消費者肯定會問為何大容量高壓的鉭聚合物電容那麼貴，答案是聚合物的專利加上高容量鉭粉的加工難度。

    目前PEDT聚合物的專利還掌握在德國拜爾手中，鋁電解液電容中的電解液才10多元一桶，而PEDT每桶賣6000到7000元。再加上用于制造大容量鉭電容的高容鉭粉工藝異常複雜（被業界稱為黑色藝術），來源稀少（適合的礦以及可生產的廠全球就兩三家），所以鉭聚合物電容的價格絕不是普通電容可比，它可是真正的陽春白雪。

（備注：不同廠商如SANYO AVX等的鉭聚合物產品由于品牌度、ESR 容量、特性、電壓等不同報價可能有很大差異）

● 鉭聚合物VS鉭二氧化錳之高頻特性篇

    ○ 一個是好高騖遠 一個是低三下四

    鉭聚合物電容居然賣那麼貴，除了安全耐壓外，當然少不了好性能，否則如何在成本錙銖必爭的今天被那些高端顯卡使用呢？

    上面的圖看不懂沒關系，把它做成表供大伙研究：現在顯卡使用的PWM普遍工作在100KHZ（也就是100000HZ）左右的開關頻率上，在此頻率上100UF的鉭聚合物電容可以保持99UF的容量，就算有些比較高頻的PWM開關在500KHZ頻率上其仍然保持64UF的容量，而此時鉭二氧化錳電容就可憐了，基本當不了電容用啦。

工作頻率（Hz）	鉭二氧化錳 電容uF	低ESR鉭 二氧化錳電容uF	鉭聚合物電容uF
100	100	100	100
1,000	100	100	100
10,000	92	99	100
50,000	38	78	101
100,000	21	49	99
500,000	7	13	64
1,000,000	5	9	37
5,000,000	3	4	11

    （不過也可以看出：到了1MHZ的開關頻率時可就是MLCC的天下了，所有電解電容都完蛋。）可見鉭聚合物電容“好高騖遠”的優異高頻特性導致其成為高端顯卡最佳選擇。

	鉭二氧化錳電容			聚合物鉭電容 超低-ESR
	標准	低-ESR	超低 ESR
KEMET 系列	T491	T494	T495	T520
ESR  範圍 (歐姆)	1 ~ 2x	0.1 ~ x	0.0x ~ 0.x	0.00x ~ 0.0xx

    上表KEMET公司內部不同鉭電容系列產品ESR對比

    至于鉭聚合物電容引以為豪的超低ESR特性，是各顯卡工程師的最愛，畢竟聚合物的導電率是二氧化錳的100倍，反應到電容的ESR值差異上表現十分明顯，要不NV最高端的公版卡為什麼都不約而同的採用那麼昂貴的鉭聚合物電容?

● 鉭聚合物VS鉭二氧化錳之型號識別篇

    一個是臉上貼金 一個是長相平平看到這里，肯定有讀者會問，既然兩種鉭電容的價差那麼大、性能又如此懸殊，可我們看到的都是顯卡上的小黃豆（日本的鉭電容一般是小黑豆），那我們如何慧眼識金呢？

    首先能生產鉭二氧化錳電容的廠商很多，可是能生產鉭聚合物電容的廠商就不多了，我們一般能見到的無非是三家公司產品，兩家來自美國------KEMET 和 AVX,還有一家日本三洋，不過三洋的鉭聚合物電容可是黑色的，而且沒有任何特殊的標志，當您看到顯卡上使用了黑色的鉭電容時，只能指望顯卡廠商的良心好，沒有用普通鉭二氧化錳電容取代鉭聚合物電容。

    如果顯卡上用了小黃豆，如果他還是鉭聚合物電容則只會是AVX和KEMET的產品。AVX的產品線中只有一個TCJ系列是鉭聚合物電容（見下圖），注意電容上有個小小的LOGO類似”A”字，這代表AVX公司產品，而在476那串數字後還有個J字，則代表其是TCJ系列。也就是說您如果在小黃豆上發現A字LOGO再看到一個大大的“J”字那麼很可能就是AVX的鉭聚合物電容啊。不過TCJ系列的性能不是很理想，價格也很高，因此在顯卡上應用的很少，我們把注意力放在另一家鉭電容大廠KEMET上。

    KEMET的鉭聚合物系列產品線很長，T52X（T520 525 T528）系列，和T530系列都是鉭聚合物電容，再加上種類繁多的鉭二氧化錳電容，讓人識別起來很頭痛。不過沒關系，我們看下圖：

    KO代表KEMET的聚合物電容產品，其下的157則代表容量為150UF，再往下的6代表額定電壓是6V，旁邊那個長的像中國字“區”的其實是K代表KEMET公司識別號。最下面那個512則代表生產日期是2005年第12周。對我們消費者來說最重要的是“KO”兩個字，有這兩個字母就代表您買到鉭聚合物電容啦。

    不過是否沒有“KO”就代表您買的不是鉭聚合物電容呢，答案是否定的，比如您運氣超好，發現顯卡上有如下圖案的鉭聚合物電容如果電容上方有KM則代表您買到了更昂貴的KEMET多陽極鉭聚合物電容T530系列，這家伙創造了電解電容ESR最低紀錄------4毫歐姆。其中M代表MULTI，多陽極的意思。

    另外KEMET還有T525和T528系列鉭聚合物電容，不過他們都有一個共性，就是電容的上角一定有兩個字母，注意一定是字母，比如T525是”KT”，而T528則是”FD”,如果不是兩個字母甚至是一個字母加一個符號都不能代表其是KEMET公司的鉭聚合物電容。

    看到了吧，KEMET的超低ESR鉭二氧化錳電容T510系列長的多像鉭聚合物電容啊，可惜它最上方的標志只是一個字母加一個加號構成，沒有兩個字母，咱們就別錯把馮京當馬涼啦。

    看來識別KEMET小黃豆是否為鉭聚合物電容其實很簡單，只要電容最上方標志是兩個字母就OK啦（當然KEMET還有個高溫鉭二氧化錳電容T498系列，電容最上方標志也是兩個字母------HT，但電容顏色是黑色，而且用途特殊您可能見不到，所以不在我們討論範圍內）

● 鉭聚合物VS鉭二氧化錳之應用篇：讓歷史告訴未來

    過去： 看看老牌的顯卡制造商帝盟（DIAMOND）在制造最經典的VOODOO時用了什麼電容：遍布鉭二氧化錳電容的MONSTER 3D，是玩家夢寐以求的顯卡。

過去：老牌的顯卡

    現在：NV的9600、8800、9800系列公版上採用了鉭聚合物電容和鋁聚合物電容混用的形式。下圖為NVIDIA 8800GT公版電源附近的濾波電容，使用的是三洋POSCAP系列鉭聚合物電容。

現在：8800GT公版卡

    未來：全部採用KEMET T520系列2.5V 和16V兩種鉭聚合物電容的顯卡。不知道什麼時候可以真正的引領歷史，使鉭聚合物電容真正接近普羅大眾，讓舊時王謝堂前燕，飛入尋常百姓家。

 
未來：全KEMET鉭電容卡

    上面是來自台灣一家顯卡品牌的9600GT全鉭電容顯卡，型號為9600GT，大家可以注意一下那幾個體積很大的家伙就是KEMET的獨子產品16V 150UF鉭聚合物電容，上面“KO”兩個標示很明顯。

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