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《行业研究之多层陶瓷电容器(MLCC)》
作者:王飞艳(沣西基金投资业务部 投资一部负责人)
多层陶瓷电容器(MLCC)
行业研究
编者按:多层陶瓷电容器(MLCC)是用量最多的基础元器件之一,广泛应用于手机、计算机、通信设备、汽车电子、医疗设备等行业。MLCC元器件近年来向高容量化、高频化、耐高温、高可靠性以及小型化发展,目前国内厂商在高端场景仍较为空白,有待快速提升高端器件的国产化率。
行业基本概念
MLCC(Multilayer Ceramic Capacitor)多层陶瓷电容器是一种核心电子元件,由多层陶瓷材料和金属电极交替堆叠、高温共烧而成,具有体积小、容量大、精度高、稳定性好等特点。MLCC的作用主要是在电路中进行振荡、耦合、滤波和旁路等,它能够储存和释放电能,平滑电路中的电压波动,以及提供必要的电流路径。多层陶瓷电容器占全球陶瓷电容器市场规模的93%,占比全球被动元器件市场38%(数据来源:雪球)。MLCC广泛应用于各种电子产品中,如手机、计算机、通信设备、汽车电子、医疗设备等。
据 2021-2022年Household Application Factory 及中研普华数据,电容约占被动元件市场份额的49%,而陶瓷电容作为应用最广泛的电容类型,占据电容市场56%份额。陶瓷电容主要分为单层(SLCC)和多层(MLCC)两类,其中 MLCC 具备高频特性好、容值范围大、稳定性高、体积小、无极性等优点,目前已占据市场主流,2021年前瞻产业研究院数据显示MLCC占比陶瓷电容93%。据此推算,MLCC在被动元件市场中占比达到 1/4 左右,是用量最多的被动元件之一。
MLCC产业链
2.1
MLCC行业上游
MLCC产业链可分为上游材料、中游器件制造及下游应用。上游材料包括粉体材料、内外电极以及离型膜。
1、粉体材料:
陶瓷粉末的生产需要钛酸钡、锆酸锶、锆钛酸钡等,生产厂商包括村田、日本堺化学、美国Ferro、国瓷材料、三环集团等,集中度极高;制作电板金属的内外电极一般使用铜、银、钯等材料,主要由大陆厂商进行生产。钛酸钡粉体的日本企业全球市场份额达到了61%,其次是美国的Ferro企业,全球占比20%,这类企业在全球市场份额占比81%。
陶瓷粉体在MLCC器件的成本结构中占据较高的比例,其在低容MLCC中占比20-25%,在高容MLCC中则占比高达35-45%。根据开源证券的测算,预计2021年中国/全球陶瓷粉体市场规模分别为110亿元/38.22亿美元,2023年市场规模分别进一步扩大至121.37亿元/41.38亿美元。一般认为,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。(数据来源:雪球)
MLCC的电容量和可靠性与陶瓷粉料的微细度和均匀度密切相关。高纯度、超细纳米级陶瓷粉体的制造工艺是制约国产MLCC发展的关键。钛酸钡粉体的合成方法主要包括以下几种:固相法、草酸共沉淀法、水热合成法,国际上高端陶瓷粉体主要采用水热合成法,中低端的采用固相法和草酸共沉淀法。山东国瓷是继日本堺化学之后,国内首家成功运用水热法工艺批量纳米钛酸钡粉体的企业,目前粉体粒径为200nm,以中低端场景为主;日本堺化学粉体粒径可做到100nm以下,国内厂商在高端粉体领域仍有较大发展空间。
2、离型膜:
用于MLCC工艺流程中的流延成型(又称涂布)步骤,是MLCC 制造过程中的高消耗品。MLCC 用离型膜对平滑性有很高的要求,上游材料包括PET 基膜和离型剂。
根据日本调研机构的预估,2025年全球MLCC离型膜面积将达到120 亿平方米,按以2 元/平米的价格测算,2025年全球MLCC离型膜市场规模将突破240亿元。
目前MLCC离型膜市场主要由日韩企业占据,主要生产企业包括:琳得科、东丽、COSMO、三井、帝人等。国内企业现已对MLCC离型膜及离型膜上游PET 基膜进行产业链布局,未来有望加快国产化替代进程。
3.电级浆料:
MLCC产业链上游另一类是构成内电极与外电极的镍、铜、银、钯等电极浆料。传统的MLCC以贵金属“银、钯”作为内电极金属粉体材料(PME),价格非常昂贵。以镍为内电极材料的MLCC成本低且性能优秀,趋势整体是纳米镍粉代替Pd-Ag电极。MLCC用镍粉厂商主要集中在日本,国内代表企业是博迁新材。
2.2
MLCC行业中游-MLCC生产企业
MLCC 制备方式是将印好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)。
多层陶瓷电容器(MLCC)的生产工艺流程是精密且复杂的,主要包括以下步骤:原材料准备-球磨-配料-和浆-流延-印刷电极-叠层-层压-切割-排胶-烧结-倒角-封端-烧端-镀镍和镀锡-测试-编带-包装。
高端MLCC器件通常反映在尺寸、容值、电压、介质类型、谐振频率、温度等。简单来说,高端体现在高容值、高电压、高可靠以及在小尺寸上。更进一步的高端还体现在高频特性、高品质因素(Q值)。
(高端MLCC应用场景)
MLCC企业涉及日企:村田、太诱、TDK、京瓷;韩企:三星;台企:国巨、华新科等;并且这些企业都分布在第一和第二梯队,产品可靠性以及覆盖面都比国内企业强。国内MLCC企业主要是风华高科、微容、宇阳、三环等,在这条MLCC流延体系建设下还有主要以电感等元器件产品为主的顺络和麦捷等,军工MLCC企业主要是鸿远、火炬、宏达等。
2022年全球主要厂商的MLCC市场份额,村田占据30.8%,三星15.4%,国巨10.6%,太诱9.3%,华新科3.2%,其他占据30.7%,其余国内企业合计不到10%,风华高科占比仅3%。MLCC器件的国产替代空间是足够大的,但是高端破局难度却不易。随着国内MLCC企业的市场占有率在逐年提高,同时逐步培养国内的上游粉体公司,从而降低器件的成本。风华高科也是核心培养了粉体厂商山东国瓷,但在高端粉体领域仍然选择国外厂商。
投资机会分析
MLCC该赛道的上游高端粉体材料及中游MLCC器件企业国产替代机会巨大,投资机会显现。作为基础元器件在消费电子、汽车电子领域需求上涨,行业降本压力逐年加大,因此也存在迫切的国产替代需求。上游粉体对MLCC器件的良率至关重要,但随着器件国产化的加快,会逐步选择部分国内粉体供应商进行培养。同时,上游粉体企业的发展也必须依赖MLCC器件企业,通过向电容器企业送样、验证测试,从而提高企业的配方、工艺、稳定性等能力,且存在一定验证周期。企业需要具备深厚的研发、工艺管控及人才储备等积累。未来随着MLCC器件的国产化率提高,进而带动上游MLCC粉体逐步国产化,国内企业将迎来行业快速发展期。
【风险提示】本文仅用于行业研究,不构成投资建议。
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