顺络新型钽电容助力eSSD断电数据保护

eSSD介绍

eSSD是企业级固态硬盘（Enterprise Solid State Drive）的缩写，是面向企业级应用和数据中心环境设计的存储设备，旨在满足企业对数据存储在性能、可靠性、可扩展性和管理性等方面的严格要求。相较于消费级SSD，eSSD具有更高的读写速度，更低的延迟，更大的存储容量以及更高的可靠性，并且具有断电保护功能。

为实现其断电保护功能，eSSD通常会配备大容量的电容。在正常供电时，电容会充电储能。当检测到断电瞬间，电容释放储存的电能，为控制器和闪存芯片提供短暂的电力，使控制器有足够时间将缓存中尚未写入闪存的数据安全写入，避免数据丢失。

产业背景

当前用于eSSD断电保护的电容有液态铝电解电容、固体聚合物钽电容以及超级电容。但随着eSSD朝着更高密度存储、更快读写速度、更小体积的方向演进，系统对储能电容提出了更高的要求：

①更大的电容量，以满足毫秒级甚至更长时间的供电要求。以20W功率的eSSD为例，要满足10ms以上的供电时间，则需要总电容量500μF，且再留50%~100%的余量，即750μF~1000μF。若要达到1000μF，使用47μF的电容需要22pcs，但使用100μF的电容则仅需10pcs,数量减少55%。

②更高的体积利用率，适合eSSD高存储密度需求，满足高密度贴装，在相同功率下进一步薄型化。例如E3.S（2U short）eSSD在同样的功率40W下高度从16.8mm进一步降低至7.5mm，对应电容的高度则会限制到1.5mm以下；

③在较宽的温度范围内保持性能稳定,大部分eSSD工作温度范围需达到-40℃~85℃，电容则需要在更宽的温度范围内保持性能稳定（-55℃~125℃）；

Sunlord针对上述痛点需求，推出高性能聚合物钽电容TP系列，实现eSSD更加可靠的断电保护。

产品优势

与目前eSSD使用的液态铝电解电容相比，Sunlord新型固体聚合物钽电容器TP系列具有如下优点：

更大电容量

①高介电常数

钽电容的介质是五氧化二钽（Ta?O?），其介电常数（ε）远高于传统电容材料（如铝电解电容的氧化铝介电常数约8～10，而Ta?O?可达27～30）。

②超薄介质层

钽电容的介质层通过阳极氧化工艺形成，厚度可控制在微米级（如1～5μm），远薄于铝电解电容的介质层（通常10～20μm）。

根据电容公式,其中C为电容，ε为介电常数，S为极板面积，d为介质厚度，上述固态聚合物钽电容对比液态铝电解电容分别实现了ε的提高和d的减小，综合提升单位体积的电容量。

更小尺寸、更低高度

①高密度结构

固态聚合物钽电容使用导电聚合物作为电解质，相比液态电解质，其结构更紧凑，可填充到钽粉的细微孔隙中，减少空隙。此外，固态电解质无需预留膨胀空间，封装体积利用率更高，间接提升单位体积的容量，使得电容尺寸得以减小。

②小型化、低背化

将同电性的Sunlord固态聚合物钽电容与常规液态铝电解电容对比：

图片来自顺络内部

更高可靠性

①电解质稳定

固态导电聚合物电解质，不存在液态电解液干涸、泄漏或挥发的问题，长期使用不易因电解质劣化导致性能下降。

②使用温度范围广

固态聚合物钽电容可以在很宽的温度范围内工作，即使是恶劣环境中也能使用。

图片来自顺络内部

③耐压特性优

聚合物电解质导电均匀性好，即使在高电压或瞬态过载情况下，也能保持稳定的介电性能。

图片来自顺络内部

与传统Frame结构钽电容相比，Sunlord新型固体聚合物钽电容器TP系列具有如下优点：

高体积利用率

Sunlord新型钽电容通过结构设计实现体积利用率提升25%。在相同封装体积内，新结构增加了钽芯长度，提高钽粉装粉量。根据公式CV=比容*粉重，当比容一定时，粉重提升相当于C值（电容值）和V值（额定电压）提高，并且可以在相同电性下实现更小尺寸和更低高度。

图片来自顺络内部

全密封结构

传统结构Frame金属端子与塑封料的热膨胀系数(CTE)差异大，导致之间有缝隙，水汽容易渗入导致漏电流增大而失效。新结构采用PCB代替Frame，与塑封料的热膨胀系数接近且结合性好，防潮性更高。新型钽电容可通过额定电压下1000h+的双85实验（温度85℃，湿度85%）考核。

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型号推荐

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