高端電容電阻領域
中國是最大的基礎電子元件市場,一年消耗的電阻和電容,數以萬億計。而最好的消費級電容和電阻,來自日本。那么國產電阻電容真的就那么差嗎?現在處于什么水平?下面一起來了解下中國高端電容電阻發展水平與現狀。
電容和電阻,是電子工業的黃金配角。電容市場一年200多億美元,電阻也有百億美元量級。此領域市場頭號“玩家”是日本,占據一半以上份額,尤其是以村田、TDK等企業為代表,中國臺灣地區位居次席,而中國大陸的產品則多屬于中低端。
電子工程師、瑞迪航科(北京)技術有限公司總經理曾經說,“在軍用級別,國產電阻電容是能滿足需求的,但一些特殊的定制電阻,國內公司也能生產。我們比起日本有差距的,是在消費級的、大批量生產的元件上。國內企業相當于“什么菜都會炒,但不保證每次炒出來是一個味兒”。
電容電阻的最大用戶來自手機、電腦、家用電器、汽車等消費類電子行業這一領域。在高端的電容電阻方面,最重要的是同一個批次應該盡量一致,日本這方面做得最好,國內企業差距較大。
基礎電子元件一批次可生產百萬件,對質量控制極端重要。比如某個電容不達標,可能會讓手機充電更慢,因此國際上手機各大品牌往往只采購大廠商的電容電阻。
日本的MLCC產品可以做到1000層,中國產品在300層左右。所謂MLCC(多層片式陶瓷電容器),是消費電子行業用量最大的基礎元件,也是日本企業的強項,因為日本的MLCC產品可以做到1000層。
國內業內資深的電子工程師曾經說:“MLCC就像千層酥,只不過小得多。”MLCC只有米粒大小,是一個內有電極的陶瓷塊兒,是幾百層陶瓷和幾百層金屬疊壓起來的。電容的原理是兩電極夾一層絕緣介質,用來儲存電荷。并且介質層越薄,電容數值越大。
制作MLCC有點像攤煎餅:陶瓷粉末漿,被刮刀攤平成厚度約1微米的涂層,再敷上去一層金屬粉末漿,陶瓷介質貼上了電極。之后,一大張薄膜被疊壓、烘干、燒成瓷。
陶瓷漿和電極漿如果不配套,干燥時就會“起皮”;烘干太快會出裂紋,烘干不徹底也會導致瑕疵;燒瓷要暴露于特殊氣體;冷卻不會開裂。哪一環節不到位,產品就可能大比例不達標。客戶要求是一百萬個MLCC只允許一個不合格。重要的是,MLCC十分脆弱,相同一種規格的產品,大品牌可能細節更優秀,而且不易機械損壞。
值得一提的是,始終堅持基礎研發的日本巨頭企業,始終關注高端,集中精力做利潤更大的高端市場。
據業界估計,隨著手機更輕薄和頻段更多,體積小性能好的元件用量會大大上升,iPhone使用的MLCC是手機中最多的,最新的iPhone要用上千顆。
汽車(尤其是電動汽車)行業使用的電容和電阻更多,并且元件質量要求十分苛刻,由于沖擊、溫度、粉塵和腐蝕等條件更惡劣,而且不能有安全上的隱患。汽車用元件市場大,技術門檻非常高,未來市場或繼續被日本巨頭公司控制。
據日經亞洲評論之前報道,世界上電子器件廠商在5G智能手機的供貨方面競爭激烈。其中,尤其在4G產品上擁有穩固市場份額的日本制造商希望通過MLCC的微型化技術,保持其對于中韓競爭對手的領先優勢。
日本村田制作所董事長村田恒男曾經表示:“考慮到目前的芯片安裝技術,它的尺寸要盡可能小。”該公司的新型多層陶瓷電容器,已經開始大量生產,而且成為智能手機的關鍵部件。
在智能手機中,MLCC的重要作用是,被用于存儲和放電以維持電路中的穩定電流。村田制作所的新設備尺寸僅為0.25毫米x 0.125毫米,是全球最小的MLCC!但它的體積僅為同類產品的五分之一,但蓄電能力卻達到驚人的十倍!
MLCC放置在智能手機的整個電路板上。根據統計,在高檔電話中使用了大約800個MLCC,而在5G手機中,這個數字要高出20%。
英國技術研究專家,Omdia的日本電子研究負責人南川明(Akira Minamikawa)曾經表示,由于其先進的微型化技術,日本MLCC制造商在競爭中具有超越外國競爭對手的堅實優勢。他說:“中國和韓國的競爭對手仍然不能”復制”日本的MLCC”。
事實上,5G智能手機比4G型號需要更多的具備更嚴格規格的零件,以使得更高的速度處理更大的吞吐量。由于空間十分寶貴,因此,5G設備在很大程度上依賴于可以縮小零件并增強其功能的技術。
手機占用最多空間的組件是電池。5G手機消耗會更多的功耗,而且可以更快地處理更多數據。由于受到設計體積限制,5G手機需要更大容量、且體積較小的電池。
日本TDK在中國香港的子公司Amperex Technology曾經占據了全球智能手機鋰離子電池市場30%的份額,TDK一直在通過開發層壓鋰離子電池來提升其小型化技術。
日本東京的Techno Systems Research的研究人員藤田滿隆(Mitsutaka Fujita)曾經表示,除蘋果(Apple)和三星電子(Samsung Electronics)等傳統客戶外,ATL還為中國和其他地區的中型制造商提供了越來越多的服務。他預測,今年ATL的市場份額將繼續增長。
日本的NEC子公司Japan Aviation Electronics Industry正在研究制造無噪聲連接器的新技術,并利用其為航空航天應用開發的技術來在5G智能手機組件市場中占據優勢。事實上,很多日本電子元件制造商能夠自行開發材料和制造先進設備,并且擁有無法效仿的核心技術,讓世界上的競爭對手無法復制他們的產品。
南川明曾經說:“中國和韓國的競爭者將在未來十年縮小與日本競爭者的差距,但由于日本制造商還將發展其技術,它們將無法輕易追趕。”
除日本制造商在智能手機關鍵零部件上占據一定的地位外,韓國的三星和其他韓國公司控制著全球90%的有機發光二極管顯示器市場,這些顯示器由于比LCD更輕薄,因此,在越來越多的5G手機中使用。目前國內的京東方科技集團也曾經努力從韓國競爭對手中獲得份額。
值得一提的,許多美國公司是智能手機芯片技術的領導者。高通公司計劃在2021年推出兼容5G的處理器,其專家表示,這將為低價手機帶來更快的網絡標準。這將是高通公司的最新芯片組產品,高通公司正在穩步擴展其5G兼容產品組合。
日本的Kioxia是世界上唯一一家至今仍站立不倒的日本存儲芯片制造商。同時該公司正為大規模生產下一代存儲器做準備,并利用對大容量產品需求的預期增長獲利。
綜上所述,高端MLCC被海外市場把控。從全球市場份額來看,日本廠商占據十分明顯的領先優勢。特別是在全球前十大MLCC廠商中,日系廠商全球市場銷量占有率為五成左右,且日系各大廠商在高端產品及核心原材料陶瓷粉末技術上領先世界其他廠商,產能規模上也大于其他地區,在行業內有較大話語權,技術優勢非常明顯。
日本村田制作所是這個行業的絕對龍頭,其市場占有率多年保持行業第一,重要的是它的產品規格、電容量范圍十分齊全,而且技術領先。早在2017年,其全球市場占有率就達到25.8%。
韓國的MLCC廠商三星電機位居行業第二位,其2017年市場占有率達到21%。中國臺灣地區的國巨和華新科也占有重要的市場地位,國巨市場份額位居全球第三。大陸廠商風華高科2017年的市場占有率僅為2.7%。
來源:沐風機械公眾號