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MLCC市場,日系廠商為何擁有絕對優(yōu)勢?

作者: 時間:2022-03-31 來源:OFweek曉磊 收藏

  (片式多層陶瓷電容器)是電子整機(jī)中主要的被動貼片元件之一。隨著世界電子信息產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展,片式電容器每年以10%~15%的速度增長。的發(fā)展也逐漸呈現(xiàn)多元化,廣泛地應(yīng)用于各種軍民用電子整機(jī)和電子設(shè)備,如電腦、電話、程控交換機(jī)、精密的測試儀器、雷達(dá)通信等。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/202203/432641.htm

  根據(jù)電介質(zhì)的不同,電容器可以分為、鋁式電容、鉭式電容和各類塑料薄膜電容四種類型。陶瓷電容是目前電容器市場中市占率最高的種類,占比43%。而其中MLCC更是由于其一系列諸如體積小、電容量大、高頻使用時損失率低、適合大量生產(chǎn)、價格低廉及穩(wěn)定性高等特性,在各類電子整機(jī)的振蕩、耦合、濾波等電路中應(yīng)用廣泛,在全球陶瓷電容市場中占比93%。相比鋁電解電容和片式鉭電容,早期MLCC的缺陷主要在于電容量較小。隨著生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步,MLCC電容小的缺陷被逐漸改善,電容量達(dá)400μF以上的高容MLCC不斷出現(xiàn),對其他電容器的替代作用日趨明顯。

MLCC產(chǎn)業(yè)鏈一覽

  MLCC產(chǎn)業(yè)鏈主要分為上游粉體材料、中游器件制造和下游需求應(yīng)用。

  上游材料主要被日本及美國公司所占領(lǐng)

  上游主要是核心材料的生產(chǎn),包括陶瓷粉體材料、內(nèi)部電極材料(主要是鎳內(nèi)漿)以及外部電極材料(主要是銅漿)三部分。因MLCC技術(shù)廣泛使用的BME(Base Metal Electrode)具有成本低,性能優(yōu)的特點,得到迅速發(fā)展。到目前為止,BME技術(shù)MLCC已經(jīng)占到全部MLCC的90%以上,所使用的內(nèi)部電極材料為鎳,外部電極材料為銅。

  目前上游材料主要被日本及美國公司所占領(lǐng),其中陶瓷粉體材料中,外銷粉料廠商主要包括堺化學(xué)、美國Ferro、日本化學(xué)、日本富士鈦、日本共立、日本東邦等;國內(nèi)粉料廠商包括國瓷材料、三環(huán)集團(tuán)等;內(nèi)制粉料廠商主要有村田等。而電極材料主要包括美國Ferro、美國ESL、日本住友、日本昭容、國瓷材料、風(fēng)華高科等。材料制備設(shè)備工業(yè)爐方面主要包括日本則武、日本礙子、東海碳素等。

  中游器件制造,日本具有絕對優(yōu)勢

  在中游器件制造方面,MLCC制造最大的技術(shù)壁壘包括:(1)以陶瓷粉料為核心的材料技術(shù)決定MLCC的層數(shù)/容值;(2)疊層印刷技術(shù)決定MLCC的層數(shù)/容值及良率;(3)共燒技術(shù)決定MLCC的品質(zhì)。中國與日系龍頭廠商的制造工藝差距或達(dá)3-4年,結(jié)合粉體技術(shù)的差異,國內(nèi)廠商追趕國際龍頭的時間更長。因此,雖然說核心制造設(shè)備的技術(shù)壁壘遠(yuǎn)不及半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)那么高,但材料技術(shù)、精細(xì)加工技術(shù)短期內(nèi)都難以突破,目前高端MLCC產(chǎn)品對日本進(jìn)口還存在較強的依賴。

  目前,全球約有20多家MLCC生產(chǎn)商。其中日企如村田、TDK均具有強勢優(yōu)勢,處于第一梯隊;美、韓、中國臺灣地區(qū)企業(yè)如三星電機(jī)、KEMET、AVX、國巨處于第二梯隊;中國大陸企業(yè)如風(fēng)華高科、三環(huán)集團(tuán)、宇陽科技、火炬電子則由于起步較晚處于第三梯隊。

  下游需求應(yīng)用廣泛

  ECIA報告顯示,在2020年,由于全球新冠疫情的影響,MLCC市場規(guī)模將繼續(xù)下滑至891億元,同比下降7.5%。全球市場將從2021年起逐漸恢復(fù),到2024年將增至1169億元,五年復(fù)合增長率為3.9%。

  從應(yīng)用領(lǐng)域來看,移動終端是MLCC最大的應(yīng)用市場,在全球市場規(guī)??傤~中的比例達(dá)到33%。華為、小米、OPPO、vivo等中國大陸自主手機(jī)品牌的崛起,加速我國5G基站建設(shè),導(dǎo)致國內(nèi)對于MLCC的需求持續(xù)增加,目前國內(nèi)MLCC市場規(guī)模約占全球市場總量的7成左右。未來幾年,隨著5G建設(shè)的加速,移動終端和通信設(shè)備市場的需求將成為拉動MLCC市場增長的主要動力。此外,汽車、軍工、家用電器、通信設(shè)備、計算機(jī)等均為MLCC的主要應(yīng)用市場。

MLCC制造工藝中的重點技術(shù)有哪些?

  1、材料技術(shù)(陶瓷粉料的制備)

  現(xiàn)在MLCC用陶瓷粉料主要分為三大類(Y5V、X7R和COG)。其中X7R材料是各國競爭最激烈的規(guī)格,也是市場需求、電子整機(jī)用量最大的品種之一,其制造原理是基于納米級的鈦酸鋇陶瓷料(BaTiO3)改性。日本廠家(如村田muRata)根據(jù)大容量(10μF以上)的需求,在D50為100納米的濕法BaTiO3基礎(chǔ)上添加稀土金屬氧化物改性,制造成高可靠性的X7R陶瓷粉料,最終制作出10μF-100μF小尺寸(如0402、0201等)MLCC。國內(nèi)廠家則在D50為300-500納米的BaTiO3基礎(chǔ)上添加稀土金屬氧化物改性制作X7R陶瓷粉料,跟國外先進(jìn)粉體技術(shù)還有一段差距。

  2、疊層印刷技術(shù)(多層介質(zhì)薄膜疊層印刷)

  如何在0805、0603、0402等小尺寸基礎(chǔ)上制造更高電容值的MLCC一直是MLCC業(yè)界的重要課題之一,近幾年隨著材料、工藝和設(shè)備水平的不斷改進(jìn)提高,日本公司已在2μm的薄膜介質(zhì)上疊1000層工藝實踐,生產(chǎn)出單層介質(zhì)厚度為1μm的100μFMLCC,它具有比片式鉭電容器更低的ESR值,工作溫度更寬(-55℃-125℃)。代表國內(nèi)MLCC制作最高水平的風(fēng)華高科公司能夠完成流延成3μm厚的薄膜介質(zhì),燒結(jié)成瓷后2μm厚介質(zhì)的MLCC,與國外先進(jìn)的疊層印刷技術(shù)還有一定差距。當(dāng)然除了具備可以用于多層介質(zhì)薄膜疊層印刷的粉料之外,設(shè)備的自動化程度、精度還有待提高。

  3、共燒技術(shù)(陶瓷粉料和金屬電極共燒)

  MLCC元件結(jié)構(gòu)很簡單,由陶瓷介質(zhì)、內(nèi)電極金屬層和外電極三層金屬層構(gòu)成。MLCC是由多層陶瓷介質(zhì)印刷內(nèi)電極漿料,疊合共燒而成。為此,不可避免地要解決不同收縮率的陶瓷介質(zhì)和內(nèi)電極金屬如何在高溫?zé)珊蟛粫謱?、開裂,即陶瓷粉料和金屬電極共燒問題。共燒技術(shù)就是解決這一難題的關(guān)鍵技術(shù),掌握好的共燒技術(shù)可以生產(chǎn)出更薄介質(zhì)(2μm以下)、更高層數(shù)(1000層以上)的MLCC。當(dāng)前日本公司在MLCC燒結(jié)專用設(shè)備技術(shù)方面領(lǐng)先于其它各國,不僅有各式氮氣氛窯爐(鐘罩爐和隧道爐),而且在設(shè)備自動化、精度方面有明顯的優(yōu)勢。



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