數(shù)據顯示,目前全球MLCC市場以村田(muRata)為代表日本廠商占據領先位置,其中村田制作所是MLCC的行業(yè)龍頭。
隨著5G在國內的全面鋪開,MLCC(多層陶瓷電容器)的需求經歷了多輪暴漲,尤其是近兩年國產電動汽車市場成長迅速,又為MLCC引入新需求。此外,隨著疫情影響消散,全球電子產業(yè)回暖在即,2023年還將迎來需求新高峰。
2023年慕尼黑上海電子展上,村田在超高需求下“趁熱打鐵”,帶著多款產品亮相展會,MLCC作為村田的“王牌產品”,也被高亮展示。據村田工程師介紹,他們帶來的最新MLCC產品,應用最新工藝,可以做到單位體積下電容量更大,更適合市場需求。
村田電容產品系列????? 圖源:村田
MLCC的生產工藝
MLCC全稱多層陶瓷電容器,它與傳統(tǒng)電容的最大區(qū)別就是使用陶瓷材料做電解質。它由兩層或多層交替的陶瓷層和充當電極的金屬層構成。陶瓷材料的成分決定了電氣行為及其應用。
自電容出現(xiàn)以來,工程師曾嘗試過多種材料,例如玻璃、陶瓷、云母甚至紙張。二戰(zhàn)之前,云母成為最常見的電容材質。
二戰(zhàn)期間,云母作為一種礦產資源與戰(zhàn)略物資,不能無限開采與運輸。缺乏云母礦產的德國想到了用陶瓷作為電容器的材料。替代云母則需要尋找與其電氣性能相匹配新材料。二氧化鈦陶瓷材質具有線性溫度特性,可被用于諧振電路的溫度補償,于是開始逐漸量產并替代云母。
陶瓷電容經過戰(zhàn)時的高速發(fā)展,陶瓷電容的材質經過了多次迭代,制造技術高度成熟。1961年,美國的阿波羅計劃中,率先將多個電容圓盤堆疊起來,形成一塊整體,可以極大的提升單位體積的電容量,這種結構的電容就叫做多層陶瓷電容,也就是MLCC。
如今,通過使用鈦酸鋇等鐵電材料與特定氧化物的混合物,可以獲得更高的陶瓷電容器電容值。不過陶瓷電容依舊需要讓材料精細研磨混合形成,再燒制成陶瓷達到相應的電氣特性。陶瓷電容的層數(shù)與厚度受到顆粒大小限制,更薄的陶瓷能制作更高容量的電容。因此,陶瓷顆粒的大小與單位體積的電容量大小相關。簡單來說,制造工藝與MLCC的小型化息息相關。
村田MLCC技術示意圖????? 圖源:村田
村田官方資料顯示,它們帶來的超薄、超小型、高容量和高可靠性的MLCC產品,采用村田專利的薄層化技術,滿足客戶不斷變化的需求,提供雙贏的解決方案。
資料顯示,村田可以實現(xiàn)從材料到設備,實施一條龍生產。充分運用這一優(yōu)勢,村田從制作陶瓷粉的階段就開始融入車載品質。村田正努力實現(xiàn)形成陶瓷和電極的材料的超微粒子化和材料偏差與分散方面的均一化。
村田(中國)商品市場部總監(jiān)堤野正視就村田MLCC與硅電容技術表示:“(相比硅電容)陶瓷電容有它的優(yōu)勢,比如它可以應用非常廣泛,容值覆蓋廣泛更加廣,從pF到μF級別都會有。它的價格可以做到很低,并且可以通過焊接輕松安裝在板上。這樣的產品在對不同電路和不同應用也是有不同目標覆蓋領域。所以我們回針對不同的客戶提供全面整體的方案?!?/p>
MLCC新市場
村田資料顯示,目前MLCC市場需求十分廣闊。資料顯示,當前智能手機上會使用800-1200顆MLCC,電動汽車達到5000-8000顆,此外在服務器、電腦與通信基站上都能看到大量使用場景。
MLCC用量??? 圖源:村田
尤其當前中國面臨電動汽車產業(yè)高速轉型趨勢,大大增加了MLCC的用量。資料顯示,現(xiàn)代汽車配置了用于實現(xiàn)各種功能的電氣與電子電路,MLCC也被用于各種用途。MLCC的使用數(shù)量很多,即使是不具備自動駕駛功能的引擎車,也有大約3000個。如果電動化和高度的自動駕駛功能的配置繼續(xù)深化的話,MLCC的使用量肯定還會進一步增加。舉個例子,某個搭載了等級2+*1自動駕駛功能的電動汽車的高級車型中,MLCC的使用數(shù)量已經達到了1萬個以上。
不過上車的MLCC與傳統(tǒng)消費電子有所不同,“車規(guī)”兩字沒那么容易達到。手機上的MLCC通常最短壽命能達到5年左右,而車規(guī)產品則需要20年。此外,電動汽車對MLCC的型號需求也更高,更大容量、更小體積、更高性能也成為車載MLCC的新要求。
堤野正視表示,他們根據需求建立了一套穩(wěn)定的供應體系,其中在無錫就建立了自己的MLCC工廠負責本土化制造。此外,為了更高效的反饋客戶需求,村田表示,他們可以利用豐富的設備和技術支持,為客戶提供更加全面的設計與支持。
本次2023慕尼黑上海電子展帶來了很多驚喜,有技術創(chuàng)新也有市場趨勢見解分享。就目前來看,電動車市場無疑是今年乃至未來多年的最大的“爆點”。村田順應市場變化出擊,其MLCC龍頭企業(yè)地位還將延續(xù)。諸多國產廠商已經開始大力發(fā)展新興電車市場,未來電車市場這塊大蛋糕的分配,還將更加“精彩”。
2023慕尼黑上海電子展村田展臺???? 圖源:村田