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发布时间:2021-11-03 14:30:33 作者 : 万志向


1、MLCC定义

MLCC(Multi-layer Ceramic Capacitors)是片式多层陶瓷电容器英文缩写。是由印好电极(内电极)的陶瓷介质膜片以错位的方式叠合起来,经过一次性高温烧结形成陶瓷芯片,再在芯片的两端封上金属层(外电极),从而形成一个类似独石的结构体。


按照电信号的特征,电子元器件分为主动元件和被动元件(即有源器件和无源器件)。


主动元件即有源器件,指内部有电源存在的电路元件,如集成电路、分立器件。


被动元件即无源器件,是指不需要外加电源,只需输入信号就能正常工作的电路元件。主要分为RCL以及射频元器件两大类,其中RCL约占被动元器件总产值的90%,在RCL中,电阻、电容、电感是三种主要的类型。电容在三大被动元件中产值最高,是储存电量和电能的元件。它的作用有滤波、谐振、补偿、充放电、储能等。电容分为陶瓷电容、铝电解电容、薄膜电容、钽电容四大类。


陶瓷电容在整个全球电容器市场中规模最大,占比最高。2019年全球陶瓷电容、铝电解电容、钽电解电容 和薄膜电容的市场规模分别将达到114亿美元、72亿美元、16亿美元和18亿美元。陶瓷电容市场规模占比 达52%,为电子行业市场空间最大、最主要的电容元器件。


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2、MLCC产业链

MLCC上游原材料主要包括电介质材料、内外电极以及离型膜。


介质材料:

介质材料是决定电容器性能的关键因素,常用的介质材料有无机非金属、有机聚合物和有机无机复合材料三类,其中陶瓷材料具有化学性质稳定、耐高温高压、机械性能好等优点,被广泛应用于介质电容器中。


MLCC电子陶瓷材料既包括MLCC配方粉,也包括配方粉的主要原料(钛酸钡、氧化钛、钛酸镁等)等基础粉,改性添加剂可以提升配方粉性能,;其中钇、钬、镝等稀土类元素保证配方粉的绝缘性;镁、锰、钒、铬、钼、钨等添加剂保证配方粉的温度稳定性和可靠性,也属于MLCC陶瓷粉料的组成成分。


陶瓷粉料的微细度、均匀度和可靠性会影响MLCC产品的尺寸、电容量大小和性能稳定性。


全球MLCC陶瓷粉料生产商主要集中在日本,CR3市占率62%;国内G公司已实现水热法批量产销纳米钛酸钡粉体。G公司是继日本堺化学之后国内首家、全球第二家成功运用水热法批量生产纳米钛酸钡粉体的厂家。


陶瓷粉体是MLCC主要原材料之一

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陶瓷粉料会影响MLCC的尺寸、电容量和性能

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钛酸钡是MLCC陶瓷粉料的重要原料,高性能钛酸钡的最佳制备方法是水热法。国内G公司是继日本堺化学之后国内首家、全球第二家成功运用水热法批量生产纳米钛酸钡粉体的厂家。


水热法制备钛酸钡的优势明显


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内电极:

目前使用BME技术(以金属“镍”作为内电极金属粉体材料)的MLCC已经占全部MLCC总量的90%以上。


BME技术优点

成本极低:与用“银、钯”材料的内电极相比,使用“镍”的内电极成本低,仅为常规的Pd30-Ag70电极的5%左右,经济效益相当可观。

MLCC可靠性高:镍原子或原子团的电迁移速度较Ag或Pd-Ag小,因而具有良好的电化学稳定性,可以提高MLCC的可靠性。


机械强度高:其抗折强度比Pd-Ag电极大,且对焊料的耐腐蚀性和耐热性好,工艺稳定性好。

提高阻抗频率:“镍”电极的电阻率小,电导率优于Pd-Ag系电极,可以降低MLCC的等效串联电阻,提高阻抗频率。


MLCC用镍粉厂商主要集中在日本,国内B公司独立研发PVD技术量产超细镍粉填补国内空白。


电极浆料是MLCC的主要原材料之一

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3、MLCC行业壁垒

第一大壁垒:陶瓷粉料质量和配比构筑。


MLCC成本主要由陶瓷粉料、内电极、外电极、包装材料、人工成本、折旧设备及其他构成。其中组成原材料的陶瓷粉料的质量和配比是第一大核心壁垒。陶瓷粉末在MLCC的成本中占比较大,尤其是高容MLCC中成本占比可达35%-45%。MLCC的主要原料是钛酸钡、氧化钛、钛酸镁等,所用电子陶瓷粉料的微细度、均匀度和可靠性直接决定了下游MLCC产品的尺寸、电容量和性能的稳定。


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第二大技术壁垒:多层化和共烧构成流程。


MLCC制作流程中,薄层化多层化技术和陶瓷粉料与金属电极的共烧技术是两大技术壁垒。多层介质薄膜叠层印刷技术壁垒高。为了在小尺寸基础上制造更高电容值的MLCC,日本公司已能实现在2μm的薄膜介质上叠1000层,生产出单层介质厚度为1μm的100μFMLCC。处于顶级地位的日本村田和太阳诱电株式会社的研发水平已达0.3µm。国内F公司MLCC 制作水平最高,能够完成流延成3μm厚的薄膜介质,烧结成瓷后2μm厚介质的MLCC。但与国外先进的叠层印刷技术相比国内技术还有一定差距。


陶瓷粉料与金属电极共烧技术壁垒高。不同收缩率的陶瓷介质和内电极金属在高温烧成后容易分层、开裂,低温陶瓷共烧技术(LTCC)是解决这一难题的关键技术。当前日本公司不仅有各式氮气氛窑炉(钟罩炉和隧道炉),在设备自动化、精度方面有明显的优势,在低温陶瓷共烧技术方面也领先于其他各国。快速升温烧结技术是解决这一问题的另一办法。在很大程度上可以实现内电极浆料和瓷料的同时烧结,,改善了内电极的连续性,减少了电极浆料结团和孔洞现象的产生, 使得烧结后内电极更加平整。


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4、军用MLCC竞争格局

CR3占比80%以上,集中度比较高;军品使用的市场准入门槛较高,军工用户一般对供应商具有较强的采购路径锁定特性,很少更换新的供应商,行业外潜在竞争对手较难进入。


5、军用MLCC市场规模和增速

根据中国电子元器件行业协会数据,2020年我国军用MLCC市场规模为32.48亿元,同比提升12%,2014-2020年复合增速为12.06%。“十四五”期间军用MLCC市场规模有望加速提升;


军用MLCCCR3未来三年净利润复合增速超过40%。


2020年我国军用MLCC市场规模为32.48亿元

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2019-2024中国军用MLCC行业需求量及预测(单位:亿只)

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2021-2024年中国军用MLCC行业市场规模预测(单位:亿元)

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