Face à l’essor fulgurant de l’IA, la substitution nationale des MLCC s’accélère : comment le broyeur à billes nanométrique de Longxin pour le titanate de baryum et sa ligne intelligente de production par séchage atomisé surmontent les goulets d’étrangleme

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Face à l’essor fulgurant de l’IA, la substitution nationale des MLCC s’accélère : comment le broyeur à billes nanométrique de Longxin pour le titanate de baryum et sa ligne intelligente de production par séchage atomisé surmontent les goulets d’étrangleme

2026-06-17

La substitution nationale des MLCC accélérée par l’essor de l’IA : analyse de la demande et des tendances du marché des poudres céramiques de titanate de baryum

Avec les progrès rapides de l’intelligence artificielle, la demande en composants électroniques hautes performances connaît une forte croissance dans des secteurs émergents tels que les communications 5G, l’Internet des objets (IoT) et l’électronique automobile. Considérés comme des « composants fondamentaux de l’industrie », les MLCC (condensateurs céramiques multicouches) sont des éléments indispensables des circuits électroniques de l’ère de l’IA grâce à leur capacité élevée, leur stabilité et leur excellente fiabilité. Les statistiques indiquent que les smartphones 4G haut de gamme intègrent 900 à 1 100 MLCC, tandis que ce nombre atteint 990 à 1 320 unités pour les smartphones 5G premium. Les véhicules à énergies nouvelles nécessitent cinq fois plus de MLCC que les véhicules thermiques classiques dans leurs systèmes de puissance, soit 2 000 à 2 500 pièces. Porté par la diffusion croissante des terminaux intégrant l’IA, le marché mondial des MLCC devrait atteindre 149 milliards de RMB d’ici 2025. Premier marché mondial des MLCC, la Chine représente environ 45 % de la consommation mondiale, ouvrant un immense potentiel de substitution par des solutions nationales.

Matériau clé de l’industrie des céramiques électroniques, le titanate de baryum (BaTiO₃) constitue la principale matière première diélectrique des MLCC. Il se distingue par sa constante diélectrique élevée, ses faibles pertes diélectriques ainsi que ses excellentes propriétés ferroélectriques et isolantes. La poudre de titanate de baryum nanométrique de haute pureté est devenue la principale exigence du marché. Après frittage, cette poudre forme des corps frittés denses présentant une distribution granulométrique homogène, ce qui améliore à la fois la ténacité et la résistance des céramiques et abaisse la température de frittage afin de réduire les coûts énergétiques. Toutefois, le marché mondial des poudres de formulation haut de gamme pour MLCC est actuellement dominé par la japonaise Sakai Chemical et l’américaine Ferro, tandis que les fabricants nationaux de premier plan ne détiennent qu’environ 10 % du marché. La substitution nationale de la poudre de titanate de baryum haute performance est donc devenue une urgence.

Goulots d’étranglement dans la préparation des poudres céramiques de titanate de baryum pour MLCC : défis techniques du broyage et du séchage

Deux voies principales sont utilisées pour produire les poudres céramiques de titanate de baryum destinées aux MLCC : la voie solide et la voie liquide. Les procédés en phase liquide, tels que la synthèse hydrothermale et la méthode sol-gel, sont privilégiés pour la production de MLCC haut de gamme, car ils permettent d’obtenir des poudres ultrafines de haute pureté. Le broyage et le séchage sont des étapes déterminantes pour la qualité de la poudre tout au long du processus de production, mais ils restent confrontés à d’importants défis techniques.

(1) Points faibles des procédés de broyage traditionnels

Les équipements de broyage conventionnels présentent des inconvénients récurrents lors du traitement de la poudre nanométrique de titanate de baryum :

Agglomération sévère des particules : le titanate de baryum nanométrique possède une grande surface spécifique et une énergie de surface élevée. Les forces de Van der Waals provoquent facilement la formation d’agglomérats durs pendant le broyage, ce qui détériore la fluidité de la poudre et compromet les performances de frittage ultérieures.
Distribution granulométrique irrégulière : les variations des paramètres de broyage, tels que la vitesse de rotation et le taux de charge en éléments de broyage, entraînent une large dispersion des tailles de particules. Il en résulte des propriétés diélectriques irrégulières pour les MLCC finis et une baisse du rendement de production.
Risque de contamination par des impuretés : l’usure des éléments de broyage et des surfaces de l’équipement peut introduire des impuretés métalliques qui dégradent la pureté de la poudre. Dans les MLCC haute fiabilité, ces impuretés compromettent les performances d’isolation et peuvent même provoquer une rupture diélectrique.
Conflit entre consommation énergétique et efficacité de traitement : l’obtention de particules ultrafines exige des cycles de broyage prolongés dans les broyeurs à sable traditionnels, ce qui accroît la consommation électrique. Une accumulation excessive de chaleur peut également modifier la structure cristalline du titanate de baryum et réduire sa constante diélectrique.

(2) Goulots d’étranglement techniques des procédés de séchage

Le séchage de la poudre de titanate de baryum présente également d’importants obstacles techniques :

Sensibilité thermique : le titanate de baryum est sensible à la température. Les techniques de séchage conventionnelles provoquent facilement des surchauffes localisées, entraînant une transformation cristalline ou une variation de composition et une détérioration des performances diélectriques.
Maîtrise insuffisante de la granulométrie : les sécheurs par atomisation classiques ne permettent pas de contrôler précisément la taille et la distribution des gouttelettes. La poudre séchée présente alors des dimensions de particules irrégulières, ce qui compromet son homogénéité lors du laminage et du formage des MLCC.
Adhérence aux parois et contamination : l’adhésion de la poudre humide aux parois de la tour de séchage réduit la pureté du produit et génère des agglomérats secondaires, augmentant les coûts de traitement en aval. Des matériaux d’équipement inadaptés peuvent lixivier des impuretés et dégrader la pureté de la poudre.
Sphéricité insuffisante : une poudre sphérique améliore la densité de remplissage et la compacité des MLCC haut de gamme. Cependant, les technologies de séchage traditionnelles ne permettent pas de produire des granulés hautement sphériques, ce qui affaiblit les propriétés électriques et mécaniques des condensateurs.

Une solution intégrée pour toute la chaîne : solution globale Longxin de broyage et de séchage intelligents

Forte de plus de dix années d’expertise dans les équipements de séchage et les technologies de traitement des poudres, Longxin Intelligent a développé une solution couvrant toute la chaîne, composée d’un broyeur à sable nanométrique à broches et turbine à double motorisation et d’un sécheur par atomisation centrifuge à flux d’air polyvalent. Le système assure un contrôle précis de l’ensemble du processus, du broyage à la dispersion et à la granulation par atomisation, pour favoriser une fabrication de haute qualité de la poudre de titanate de baryum.

Broyeur à sable nanométrique Longxin à broches et turbine à double motorisation : une avancée révolutionnaire dans la technologie de broyage

Équipé d’un système d’entraînement à double motorisation, le broyeur à sable nanométrique Longxin à turbine et broches porte l’efficacité de broyage et le contrôle de la granulométrie à un niveau inédit, grâce notamment aux caractéristiques techniques suivantes :

Système d’alimentation innovant et conception de la chambre de broyage

Mécanisme d’alimentation à double motorisation : l’association d’une pompe à vis et d’une pompe péristaltique permet de réguler précisément le débit, de traiter des boues présentant différentes teneurs en solides et de garantir un fonctionnement stable du broyage.
Cylindre de broyage en carbure de silicium : le revêtement de la chambre de broyage est en carbure de silicium, offrant une excellente résistance à l’usure et une conductivité thermique supérieure, avec une résistance à l’usure plus de dix fois supérieure à celle de l’acier inoxydable classique. Il élimine efficacement l’introduction d’impuretés métalliques. Par ailleurs, son excellente conductivité thermique dissipe rapidement la chaleur générée par le broyage, maintient les variations de température dans la chambre à un niveau réduit et prévient la transformation de phase cristalline du titanate de baryum due à la surchauffe.
Disperseur hybride à turbine et broches : l’intégration de structures de dispersion à turbine et à broches génère, à grande vitesse de rotation, d’intenses forces de cisaillement et d’impact, entraînant un mouvement turbulent tridimensionnel des particules de titanate de baryum dans la chambre et garantissant un broyage homogène de l’ensemble du matériau. Les données d’essai montrent qu’une poudre brute présentant un D50 de 5 μm peut être raffinée jusqu’à un D50 inférieur à 100 nm après traitement dans les broyeurs à sable Longxin, avec une distribution granulométrique étroite.

Technologie de séparation centrifuge sans tamis : équilibre entre haute efficacité de séparation et faible usure

Principe de séparation centrifuge : le séparateur centrifuge sans tamis développé en interne est équipé d’un moteur d’entraînement indépendant. En fonctionnement, la force centrifuge du disperseur pousse la majorité des billes de zircone de broyage vers la périphérie de la chambre, où elles se déplacent avec les matériaux, minimisant les collisions directes entre les billes et le séparateur. Une petite quantité de billes et de matériaux circule autour du séparateur ; sa rotation à grande vitesse génère une force centrifuge supérieure à la pression de la pompe dans la chambre, retenant ainsi les billes de zircone à l’intérieur, tandis que les matériaux, soumis à une force centrifuge plus faible, sont expulsés par le centre du séparateur.
Zéro risque de colmatage du tamis : les tamis des broyeurs à sable classiques se colmatent fréquemment en raison de l’accumulation de particules fines. La technologie de séparation centrifuge sans tamis de Longxin élimine ce problème. Elle offre une grande efficacité de séparation tout en limitant l’usure des billes de zircone, réduisant considérablement la consommation d’éléments de broyage et les risques de contamination par des impuretés.

Système de commande intelligent

Surveillance en temps réel de tous les paramètres : le système de commande PLC intégré, doté d’une interface à écran tactile, surveille en temps réel plus de 20 paramètres de fonctionnement, notamment la pression de broyage, la température, le débit et la charge du moteur. Des algorithmes intégrés optimisent automatiquement les stratégies de broyage.
Fonctionnement économe en énergie : la technologie d’entraînement à fréquence variable ajuste dynamiquement la puissance du moteur en fonction des conditions de broyage afin de réduire la consommation électrique par rapport aux broyeurs à sable traditionnels, tandis que l’efficacité de broyage accrue raccourcit les cycles de traitement.

Sécheur par atomisation centrifuge à flux d’air polyvalent Longxin : contrôle précis du séchage et de la granulation

Conçu pour répondre aux exigences spécifiques de production de la poudre de titanate de baryum de qualité MLCC, le sécheur par atomisation centrifuge à flux d’air polyvalent Longxin intègre la granulation sphérique et la fabrication de poudres micro- et nanométriques, avec les avantages techniques suivants :

Système d’atomisation bimode pour une adaptation flexible du procédé

Unité d’atomisation centrifuge : l’atomiseur à grande vitesse, équipé d’un multiplicateur, atteint une vitesse linéaire de disque de 220 m/s. Sa vitesse de rotation, réglable de 5 000 à 25 000 tr/min au moyen de convertisseurs de fréquence, permet de contrôler précisément la taille des gouttelettes. La plaque brevetée de distribution de liquide à vortex (brevet n° ZL 2021 2 2093525.2) assure une distribution uniforme du liquide et élimine les obstructions des buses.
Unité d’atomisation pneumatique : les buses d’atomisation à deux fluides fonctionnent sous une pression d’air comprimé de 0,3 à 0,8 MPa pour transformer les boues à haute viscosité (viscosité > 5 000 cP) en fines gouttelettes. Plusieurs pistolets de pulvérisation peuvent être installés dans le canal d’air chaud afin d’augmenter la capacité de production lorsque le débit d’une seule buse est insuffisant.
Commutation rapide des modes : le passage de l’atomisation centrifuge à l’atomisation pneumatique, et inversement, s’effectue en moins de 30 minutes, ce qui permet de répondre aussi bien aux besoins de granulation sphérique des poudres de formulation pour MLCC qu’au séchage fin des poudres micro- et nanométriques.

Technologies garantissant une grande pureté et une parfaite homogénéité

Construction entièrement étanche de haute pureté : toutes les surfaces en contact avec les matériaux sont en acier inoxydable 316L poli miroir (Ra ≤ 0,4 μm) et en céramique de zircone. Un rideau d’air annulaire tapissant la tour de séchage empêche l’adhésion de la poudre humide aux parois et la formation d’agglomérats secondaires, garantissant une pureté de poudre supérieure à 99 %.
Contrôle intelligent de la température et optimisation du champ thermique : des distributeurs d’air chaud multiniveaux associés à une régulation PID autoadaptative de la température limitent les gradients thermiques à l’intérieur de la tour à ±2 °C, éliminant les risques de surchauffe localisée. Le mélange optimisé en co-courant ou à contre-courant de l’air chaud et des gouttelettes atomisées permet d’ajuster flexiblement les trajectoires de séchage de la poudre en fonction de la sensibilité thermique des précurseurs de titanate de baryum.
Dépoussiérage multiétape et traitement des gaz résiduaires : un séparateur cyclonique haute efficacité associé à des filtres à manches à membrane en PTFE atteint une efficacité de dépoussiérage de 99 %, tandis que la teneur en poussières des gaz résiduaires est maintenue en dessous de 50 mg/m³. Un système intégré de récupération de la chaleur fatale augmente le rendement thermique de plus de 15 %, conformément aux normes de protection de l’environnement et d’efficacité énergétique.

Modernisation automatisée et intelligente

Optimisation des paramètres pilotée par des algorithmes d’IA : un modèle mathématique établi à partir de milliers de jeux de données expérimentales recommande automatiquement les paramètres de séchage optimaux — température de l’air à l’entrée : 150–300 °C, température de l’air à la sortie : 80–120 °C, pression d’atomisation, etc. — en fonction des propriétés de la suspension, notamment sa teneur en matières solides, sa viscosité et la granulométrie des particules. Le retour d’information en temps réel permet des ajustements dynamiques afin de garantir des performances constantes de la poudre pour chaque lot.
Alerte précoce en cas de défaillance et exploitation-maintenance à distance : des modules IoT intégrés permettent de surveiller les équipements à distance et en temps réel. Le système déclenche automatiquement des alarmes et génère des rapports de diagnostic en cas d’anomalies telles qu’une surcharge de l’atomiseur ou des écarts de température, augmentant l’efficacité de la maintenance de 50 %.

La valeur de l’innovation technologique : accélérer la substitution nationale des MLCC

La solution intégrée intelligente de broyage et de séchage de Longxin offre des atouts remarquables pour la production industrielle de poudre céramique de titanate de baryum destinée aux MLCC :

Des avancées de pointe en matière de performances

Granulométrie : le D50 atteint 80–100 nm, avec une distribution granulométrique plus étroite que celle des produits concurrents nationaux ;
Sphéricité supérieure : le mode de granulation centrifuge produit une poudre hautement sphérique, présentant une densité de tassement élevée et une meilleure compacité de la céramique frittée ;
Performances diélectriques haut de gamme : la constante diélectrique, les pertes diélectriques et le coefficient de température sont comparables aux meilleures références internationales.

Des avantages en matière de coûts pour réduire les dépenses et accroître l’efficacité des fabricants nationaux

Réduction de la consommation énergétique : la conception économe en énergie du broyeur à billes et l’amélioration du rendement thermique du séchoir réduisent la consommation électrique globale par rapport aux procédés traditionnels, diminuant fortement le coût énergétique par tonne de poudre ;
Rendement de production accru : l’amélioration de l’uniformité des particules et de la pureté de la poudre augmente le rendement de production des MLCC et réduit le coût de fabrication par tranche de 10 000 pièces ;
Investissement optimisé : le sécheur par atomisation à flux d’air centrifuge bimode remplace 2 à 3 machines conventionnelles à fonction unique, réduisant de 30 % l’investissement en équipements et de 40 % l’emprise au sol de l’atelier.

Favoriser le développement coordonné de la chaîne industrielle
La solution technologique de Longxin a été déployée chez des fabricants leaders du secteur afin d’augmenter leur capacité de production de poudre de titanate de baryum haute qualité :

Forte expansion de la capacité : une seule ligne de production intelligente Longxin atteint une production annuelle de 5 000 tonnes, soit le double de la capacité des lignes traditionnelles ;
Retombées technologiques intersectorielles : la solution peut être étendue à d’autres poudres céramiques nanométriques, telles que la zircone et le titanate de strontium, en fournissant des équipements essentiels pour les matériaux avancés, notamment les filtres 5G et les substrats de boîtiers de semi-conducteurs.

Renforcer les bases de la substitution nationale des MLCC grâce à l’innovation technologique

Portée par la révolution de l’IA, la substitution nationale des MLCC est entrée dans une phase d’accélération. En tant que matériau essentiel de qualité électronique pour les MLCC, la capacité d’industrialisation de la poudre céramique de titanate de baryum haute performance détermine directement la compétitivité mondiale de l’industrie chinoise des céramiques électroniques. Grâce à une innovation couvrant l’ensemble de la chaîne, incarnée par son broyeur à billes nanométrique à double puissance de type turbine à broches et son sécheur par atomisation polyvalent à flux d’air centrifuge, Longxin Intelligent a réussi à résoudre les principaux obstacles techniques de la production de poudre de titanate de baryum, notamment l’agglomération des particules lors du broyage et la sensibilité thermique pendant le séchage, en proposant au secteur une solution de fabrication développée au niveau national. À l’avenir, Longxin approfondira ses activités de R&D dans les technologies de traitement des poudres, développera l’innovation collaborative avec ses partenaires en amont et en aval et consolidera les fondations matérielles nécessaires à la production locale des secteurs stratégiques émergents, notamment les matériaux 5G, les MLCC et les semi-conducteurs, afin de faire progresser l’industrie chinoise des céramiques électroniques vers le segment moyen-haut de la chaîne de valeur mondiale.