一颗顶十颗！显卡电容用料全方位解析
本帖最后由 563406 于 2009-7-15 12:41 编辑作为DIY玩家，我们在关注一款显卡时，通常特别在意显卡的核心、显存、频率规格、散热器、价格等等，这些配件和参数都很直观、也很容易理解。可相当一部分人会忽略显卡的做工、用料，因为这两方面是相对来说的，主观成分比较多，而且与显卡的性能无关。
很多时候媒体在报道一款显卡的时候，也没有更多的形容词来描述，说来说去也就是“做工扎实、不惜工本、用料豪华等”，那么什么样的显卡才叫做工扎实、用料豪华呢？这个显然没有跑3DMark统计分数那么简单，一般来说做工主要针对显卡的PCB设计，而用料则是反映PCB上电容、电感等元件。 **** Hidden Message ***** 对于显卡厂商来说，无论采用公版PCB还是自行研发的非公版PCB，一旦方案确定下来那么PCB的成本就是个固定值，另外GPU和显存这两大核心部件并不受厂商控制，只有电容可以“随意”更改。所以大家可以看到不同厂商的显卡，电容并不相同。而且同一厂商不同型号、不同批次出货的显卡用料不尽相同，有些可能是采购方面的原因，而有些则是为了降低成本刻意缩水！
对于显卡本身来说，80%的成本都用来采购GPU、显存和散热器，电容虽然在显卡成本中所占比例不多（中端显卡大概几十块钱），但是弹性却非常大，您可能不知道不同电容之间的成本差距可以达到十倍以上！通过降低电容档次可以将几颗显存的成本节省出来！这在如今显卡业微利时代来说，对于显卡厂商有不小的诱惑力，因此缩水电容便成为降低显卡成本的重要手段，也是划分不同型号档次的重要方法之一。 接下来就从了解基础知识开始，带大家进入电容的世界！ 本帖最后由 563406 于 2009-7-15 12:46 编辑
“这显卡用的是高档铝壳电容，肯定比电解电容好”，“这是贴片电容，比固态电容还要强！”当您被某些网站或者JS忽悠得晕头转向的时候，有没有想过其实他们也是外行？正所谓外行人看热闹，内行人看笑话，这种说法虽然很可笑，但是你听不出来，因为你不了解电容。
出现这些说法的主要原因是电容的种类实在太多了，而且分类方式往往会交叉重叠，很容易很混淆是非黑白。因此这里首先对电脑配件常用的电容进行系统的分类，以正视听！
● 什么叫电容？**** Hidden Message ***** 上表是一个简单的、并不完整的电容分类表，主要列举了一些在板卡设备上最常见的电容类型，通过这个直观的树型表可以对电容的分类、命名方式有一个直观的认识。
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比如说常见的直立电容几乎都是铝电解电容，所谓的固态电容和液态电容都属于铝电解电容的一种。固态电容是按照阴极材料区分的，主要是有机半导体和高分子聚合物这两种，其阳极材料还是铝。
接下来就为大家详细介绍各种电容的特性及优缺点。 本帖最后由 563406 于 2009-7-15 12:54 编辑
接上页的分类表，开始详细介绍各类电容的特性和优缺点。首先按照介质的不同分为无机电容、有机电容和电解电容三大类：
● 无机介质电容器：**** Hidden Message *****
8800GTS和HD2600XT也使用了钽电容和铝固态电容的搭配 钽电解电容的体积很小，都使用贴片式安装，其外壳一般用树脂封装。但要注意的是，钽电容的阳极是钽，阴极也是电解质，因此钽电容也属于很多人所瞧不起的“电解电容”，关键是电解电容这个分类太大了！ 需要提及的是，铝电解电容和钽电解电容不是由封装形式决定的。像上图中的黑色与黄色小方块，通常我们认为其是钽电解电容，但实际其阳极也有可能是铝，也就是说它们也有可能是铝电容而不是钽电容。) j5 r5 V; M4 Z& Q3 a
以往传统的看法是钽电容性能比铝电容好，因为钽电容的介质为阳极氧化后生成的五氧化二钽，它的介电能力（ε）比铝电容的三氧化二铝介质要高。因此在同样容量的情况下，钽电容的体积能比铝电容做得更小。再加上钽的性质比较稳定，所以通常认为钽电容性能比铝电容好。
但这种凭阳极判断电容性能的方法已经过时了，目前决定电解电容性能的关键并不在于阳极，而在于电解质，也就是阴极。因为不同的阴极和不同的阳极可以组合成不同种类的电解电容，其性能也大不相同。采用同一种阳极的电容由于电解质的不同，性能可以差距很大，总之阳极对于电容性能的影响远远小于阴极。 本帖最后由 563406 于 2009-7-15 12:58 编辑
电解电容的阳极有很多种，但常见的只有金属铝和金属钽，而阴极是电解质，其成分非常复杂，不同的电解质对电容的性能影响非常大，成本也有天壤之别，所以需要重点介绍！
● 电解液（铝-电解液电容）.[
电解液是最传统的电解质，电解液是由GAMMA丁内酯有机溶剂加弱酸盐电容质经过加热得到的。我们所见到的普通意义上的铝电解电容的阴极，都是这种电解液。% _& }/ @# J1 H- _
曾经名噪一时的高端铝电解液电容——红宝石MCZ 使用电解液做阴极有不少好处。首先在于液体与介质的接触面积较大，这样对提升电容量有帮助（动辄1500μf）。其次是使用电解液耐高温能力不错，可使用SMT工艺，同时耐压性也比较强。此外，使用电解液做阴极的电解电容，当介质被击穿之后，只要击穿电流不持续，那么电容能够自愈（金属氧化物可以自动生成）。
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但电解液电容也有其不足之处。首先是在高温环境下容易挥发、渗漏，对寿命和稳定性影响很大，在高温高压下电解液还有可能瞬间汽化，体积增大引起爆炸（就是我们常说的爆浆）；其次是电解液所采用的离子导电法其导电率很低，只有0.01S/CM（电导率，欧姆的倒数），这造成电容的ESR值（等效串联电阻，阻抗）特别高。
阳极为铝、阴极为电解液的电容，其正式名称是铝电解液电容，因为有液体存在，所以被称为“液态”电容，因为太过常见所以被称为“普通”电解电容。接下来的电容就不“普通”了，也全都是“固态”电容
● 二氧化锰（钽-二氧化锰电解电容）**** Hidden Message *****
因此可以这么说，贴片电容大都是高档电容，因为贴片电容耐高温能力必然强，而且使用贴片工艺生产的大多是中高端显卡；但插件电容不一定是低档货，像三洋、日本化工这些知名的顶级电容制造厂，相同类型的电容会同时生产贴片和插件两个版本，这是考虑到不同工厂设备的需要。
总之，电容使用贴片或者插件与做工用料的好坏并无必然联系。另外，一些小型电容比如钽电容和陶瓷电容必然属于贴片安装。 本帖最后由 563406 于 2009-7-15 13:08 编辑
相信大家都发现了，很多电容顶部有个“K”或者“X”字样的凹槽，而有些电容却没有，这种纹路是故意留下用来防止电容爆炸的。这时可能有人会问，有了凹槽电容岂不是更容易爆炸？
铝电解液电容必须设有防爆纹● 防爆纹的作用
铝电解液电容（即最常见的液态电容）的电解质为有机溶剂或者弱酸盐，这就注定了其耐高温能力不强，如果电容长期工作在较高温度下，溶液很容易挥发、渗漏，高压情况下甚至可能会瞬间气化，由此导致内部体积膨胀引起爆炸！电解液电容因为工作环境和寿命的关系，很多时候爆炸是不可避免的，因此电容在制造时就必须考虑减少爆炸所带来的危害，那么该怎么办呢？
其实铝电解液电容的结构和鞭炮非常相似，鞭炮虽小但威力不弱，主要原因就是它的表面缠绕了一层又一层的纸片，包得越紧爆炸时纸片飞扬威力越大！数百个鞭炮总有那么一两个密封不够紧密的，这种肯定属于“哑弹”，爆炸声不够响亮，外皮也炸不开，一点威力都没有。
电容爆浆很常见，有些爆浆之后还能正常使用 电容就属与这种“哑巴鞭炮”，给电容顶部开了凹槽之后，一旦出现意外情况，电解液气化时必然从最薄弱的环节——顶部凹槽冲出，而不会将外壳炸得四分五裂，这就避免了爆炸时殃及池鱼、炸坏电容附近其它元件的情况。这种情况被称为电容“爆浆”而不是爆炸，维修时只要更换电容就可以了，简单方便。8 x' @9
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● 关于防爆纹的特殊例子
带防爆纹的不全是液态电容：一般来说，带有防爆纹的电容都是液态电容，或者是固液混合型电容，只要阴极有液体就存在爆炸的可能，所以必须开防暴纹。但有个别厂商在生产固态电容的过程中没有及时转换封装工艺，最终电容顶部还是带有防爆纹，最典型的例子就是富士通黄色固体聚合物电容：
ASUS/ONDA显卡以及很多主板最喜欢用这种电容 富士通这种黄色电容虽然带有防爆纹，但的确是如假包换的固体聚合物电容，富士通多此一举开防爆纹是封装工艺没来得及转换的结果，现在最新的型号已经全面转换为常见的红色铝壳封装。 不带防爆纹的不一定是固态电容：固态电容开了防爆纹也没什么坏处，但液态电容必须开有防爆纹！可是偏偏有些厂商铤而走险，为了降低成本省掉了开槽这一道工序，更有一些别有用心的厂商，为了加强产品的卖相，给普通液态电容或者二手翻新电容安装了漂亮的铝壳，从而以次充好！
这样的电容只不过是穿了一个马甲而已，虽然没有防爆纹，但本质上还是极其普通的铝电解液电容，一旦电容寿终正寝可能会出现爆炸而不是爆浆事件！**** Hidden Message *****
● 一分价钱一分货，电容缩水见怪不怪
对于显卡厂商来说，不可能只是按照NVIDIA/ATI公版规格做产品，那样产品线太单一了。几乎所有的厂商针对某一型号产品都有很多种版本，如标准版、超频版、公版、非公版等等，为了扩充产品线，出于和对手竞争或者打价格战的需要，即便是相同的PCB也要衍生出好几个版本。 于是降低电容规格、显存规格、散热器成为了家常便饭，尤其是将固态电容更换为普通电解液电容的做法很常见，这就是大家通常说的“缩水”，但缩水的好处也是显而易见的，一款产品的价格立刻就能下降100-200元不等，对于很多人都有很大的诱惑力！ v
将固体聚合物电容更换为电解液电容，价格便宜100元，合情合理 那么缩水的版本是否值得买呢？这是仁者见仁智者见智的问题，从性价比的角度来看，都是合理的，一分价钱一分货嘛，喜欢高品质还是低价格就看您自己的喜好了！$ o; {9 M, r
像这种缩水还卖高价的东西，就是大大的不厚道了 高品质的版本由于使用了高档散热器、优秀的PCB、高档电容，成本比公版还要高，因此卖高价是可以接受的。而使用普通廉价铝电解液电容、老版PCB、普通散热器的显卡，成本显然大幅下降，但如果价格还是高高在上，从中赚取暴利的话就让人无法接受了！
● 高品质固态电容将会得到更加广泛的使用/ Y- M0 f! j( L6 u
性质稳定、耐高温、容量较大、ESR值低、寿命长……，高分子固体聚合物电容拥有如此之多的优点，即便价格高达普通电解液电容的十倍，还是得到了越来越广泛的使用，并且开始部分取代钽电容和陶瓷电容，这与近年来电容产业技术的发展是密不可分的。- L/ z$ S" K1 T: _8 {9 P: k! g
对于显卡的做工来说，PCB设计是始终第一位的，在PCB相同的情况下有机半导体电容肯定要强于铝电解液电容，而高分子聚合物又要强于有机半导体，这从电容的各项参数指标以及阴极的特性就很容易理解。如今NVIDIA和ATI的公版显卡默认就使用全固态电容，各类以品质和超频为卖点的显卡在用料方面更是丝毫不敢怠慢！
显卡的频率和功耗在不断增长，因此对于供电模块设计和用料的要求是有增无减，高档固态电容是理所当然的首选。如果您对显卡的品质有较高要求，那么在电容的用料方面一定要多个心眼，自己权衡利弊：用料豪华的显卡是否划算、用料缩水的显卡是否值这个价！ :a180:
学习了~ 顶 SADSADASDAS 支持 :a44:好多贴学习了！