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MLCC(Multi-layer Ceramic Capacitors)是片式多层陶瓷电容器的英文缩写,是一种电路中广泛应用的电容器,又被称为“独石电容器”。电容器是重要的电子元器件,属于被动元件中的电路类(电阻、电容、电感,合称 LCR)元器件,是复杂电路架构的重要组成部分。电容在电路中的主要作用是储存电荷、交流滤波、旁路、提供调谐及振荡和用于微分、积分电路等。
华林科纳CSE总结了与其他种类的电容器相比,MLCC 具有多种优良特性:
(1) 容量范围大:相对于单层电容,MLCC 的多层堆叠技术使得其具有更大的电容量。
(2) 超小体积:智能手机和平板等产品的不断更新换代带来了产品轻薄化的趋势,对应用的电容器产生了缩小体积的迫切需求,目前产品尺寸正向 0201、01005 发展。
(3) 低等效串联电阻:MLCC 的 ESR 一般只有几毫欧到几十毫欧,与其它类型的电容器相差多个数量级。ESR 较小代表运行时元件自身散发热较少、从而将大部分能量用于电子设备的运作而不是以热能的形式耗费,提高运行效率的同时也提高了电容器的使用寿命
(4) 额定电压高:陶瓷高温烧结工艺使其结构致密,相比其它材质的电容,耐电压特性更优秀,电压系列也更宽,可满足不同电路的需求。
(5) 高频特性好:材料的发展使得 MLCC 在各频段都有合适的陶瓷材料来实现低 ESR 和阻抗,在高频电路中性质良好。
(6) 无极性:由于无极性,装配使用时更加方便。
因上述其诸多优点,MLCC 在陶瓷电容市场占据约 93%的份额。
MLCC 产业链可以划分为上游材料、中游制造和下游应用三个部分。其中上游材料行业主要包括陶瓷粉末、电极材料和芯片三大材料。中游是各家 MLCC 制造企业。MLCC 下游的应用分为民用和军用领域两大块。民用领域最大的组成部分是消费电子和汽车,军用领域包括航天、航空、船舶、兵器等重要国防领域,军用产品对可靠性有着更为苛刻的要求。
随着我国电子行业的发展,中国已成为 MLCC 的重要需求市场,在下游需求的拉动下催生出一批大陆 MLCC 产业链厂商。
湿式印刷和瓷胶移膜工艺成为发展方向。目前主流的 MLCC 生产工艺有干式流延工艺、湿式印刷工艺、瓷胶移膜工艺三类。随着市场对产品的要求越来越高以及高端多层陶瓷电容器的需求不断增长,湿式印刷工艺和瓷胶转移膜工艺因其制造工艺的先进性而备受关注, 已逐步成为多层陶瓷电容器制造技术的发展趋势。
华林科纳CSE看到技术发展趋势:“五高一小”
下游需求的进步驱动上游产品的升级,未来汽车和手机领域对 MLCC 产品升级主要在:
(1) 小型化:智能手机轻薄化的大趋势下,元器件的平均占用体积在增加,并且手机功能升级过程中对电容量的需求在增加,目前 0201 和 01005 等小型化 MLCC 是高端旗舰手机的重要需求;
(2) 高电压和高可靠性:车载领域对产品安全性要求有很高的提升,并且 MlCC 可靠性往往对车身电子的稳定性有很大的影响;车载电子领域的平均功率远高于手机等消费电子因此高电压产品也会有较大需求。对于供电系统、卫星及雷达等大型系统来说,其工作需要更高的电压和更大的电流,MLCC 在此领域的应用要求元件能够在更高的工作电压下保持系统的高可靠性。
(3)高频高温工作条件:5G 时代无线频率已进入到毫米波频段,功率和性能要求的提高需要 MLCC 能在高频高温下工作,常用 MLCC 工作温度为 125℃左右,新型 MLCC 已经能够耐受 260℃的高温。
(4)高容量:MLCC 由于无极性和高可靠性等优点,成为替代钽电容的最佳选择。为此新型材料和加工技术不断向高容量化方向发展。
小型化、高容量和高电压等核心技术参数的升级的往往会遇到技术的瓶颈,目前看未来的突破主要是以来陶瓷材料和陶瓷加工工艺的进步,未来核心的技术包括:(1)多层技术,(2)打印技术,(3)电容层薄化技术,(4)双极材料技术。
随着市场快速发展,需求更加强烈,华林科纳CSE在陪同客户科研探索方面,服务了各类细分市场的用户,积累了大量的湿法制造经验,目前已经形成领跑行业的态势,尤其在湿制程领域上,配合服务了大量军工民用等一系列企业单位。