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陶瓷电容器MLCC行业研究:陶瓷制备工艺为要,市场期望值高

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陶瓷电容器MLCC行业研究:陶瓷制备工艺为要,市场期望值高

【摘要】:
佛山优合化工科技​佛山市优合化工科技有限公司   一、MLCC:当前产量较大、发展较快的片式元器件   片式多层陶瓷电容器(MLCC)属于电容器种类之一,由内电极、陶瓷层和端电极三部分组成,其介质材料与内电极以错位的方式堆叠,然后经过高温烧结烧制成形,再在芯片的两端封上金属层,得到了一个类似于独石的结构体,故MLCC也常被称为“独石电容器”。它通过静电的形式储存和释放电能,在两极导电物质间以介质隔

 

 
 

一、MLCC:当前产量较大、发展较快的片式元器件

      片式多层陶瓷电容器(MLCC)属于电容器种类之一,由内电极、陶瓷层和端电极三 部分组成,其介质材料与内电极以错位的方式堆叠,然后经过高温烧结烧制成形, 再在芯片的两端封上金属层,得到了一个类似于独石的结构体,故MLCC也常被称为 “独石电容器”。它通过静电的形式储存和释放电能,在两极导电物质间以介质隔 离,并将电能储存其间,主要作用为储存电荷、交流滤波或旁路、切断或阻止直流、 提供调谐及振荡等。MLCC小型化、大容量、高压化及高频化是大趋势。

     MLCC作为新兴电容器,诞生于 1960s的美国,但当其流传到日本,才得到大规模的发展。近年,随着市场中电子整 机不断地向小型化、大容量化、高可靠性和低成本的方向发展,MLCC轻薄短小系列 的产品已经渐渐趋向于标准化和通用化,诸多领先厂商争先研发大容量MLCC,特别 是容量在10μF~100μF这一段,具有较好的利润空间。一些电子整机、电子设备往 大功率耐压方向的发展,也不断推动中高压MLCC的高耐压设计技术、高压可靠性试 验技术及耐热设计技术的发展。电子移动通讯设备如手机、电脑等对片式电容器的 高频特性亦有较高要求,推动其在高频化方面的发展。

 

 

      MLCC产业链涵盖自上游陶瓷介电粉末、电极金属至下游消费电子、工业等诸多领 域。产业链上游主要涵盖陶瓷粉末、电极金属等,其中陶瓷粉末因其制备难度大,绝 大部分市场份额被日韩供应商占有,银、镍等电极金属则主要由国内厂商供应。多 层陶瓷片式电容器的革命性改变就是将钯等昂贵的贵金属换为更稳定的镍等非贵金 属。传统的MLCC一半采用Ag/Pd电极和Pd电极,这些金属具有耐高温共烧、电阻率 低及熔点高等特点,适用于MLCC的生产。然而近年来贵金属价格波动,而大容量化 要求不断地提升高叠层的层数,随之而来的是内电极层数的增加,内电极成本成为 制约MLCC进一步发展的重要因素。

      镍作为贱金属之一,不仅具有成本优势,其原子 或原子团的电迁移速率较贵金属电极小,工艺稳定性高,且电阻率相对较低,阻抗 频率特性好。MLCC产业的下游几乎涵盖了电子工业全领域,如消费电子、工业、通 信、汽车及军工等。MLCC是当前产量最大、发展最快的片式元器件之一。

      陶瓷电容器的应用电压和电 容值范围较大,同时兼有工作稳定范围宽、介质损耗小、体积小及价格低等优点,被 广泛应用于军事、消费电子等领域。根据鸿远电子2021年年报数据,陶瓷电容器在 包括铝电解电容器、钽电解电容器及薄膜电容器在内的四类主要电容器中,全球市 场份额最高,约占一半,是当前生产规模最大、发展最快的片式元器件之一。

 

 

      与其他种类的电容器相比,MLCC优良特性明显。根据鸿远电子招股说明书,MLCC 具有容量范围宽的优良特性。一方面,由于陶瓷介质材料种类丰富,相对介电常数 从几至几千,另一方面,MLCC工艺水平的提高,使得介质层厚度的范围较宽,从零 点几微米至几百微米,堆叠层数从几层至一千多层,使得单只MLCC的电容量范围可 以做到零点几皮法至上千微法。MLCC的频率特性好,由于陶瓷材料体系种类多、系 列多,如一类瓷、二类瓷等,根据不同瓷料制作出的MLCC,在不同频率段都可以实 现低ESR和阻抗,使得MLCC可以应用在几百千赫兹至几十吉赫兹的频率范围内。MLCC的工作电压和工作温度范围宽。由于MLCC用介质材料的耐电强度高,通过灵活的结构设计,使其工作电压范围从几伏至几万伏;通过调节陶瓷介质材料的组成, 可以拓宽其使用温度范围,目前MLCC的使用温度范围可以达到零下几十摄氏度至 两百摄氏度以上。

      MLCC向微型化方向发展。目前MLCC产品的尺寸正由0805、0603 向0402、0201、01005发展,超小体积的电容器将实现电子设备的高密度安装,有 利于电子设备向小型化发展。MLCC具有无极性的特性,更为适合电路的装配,特别 随着下游电子产品的微型化发展,其优势越发明显。MLCC价格相对较低。据火炬电 子招股说明书,贱金属工艺可大幅调低30%~50%的生产成本,成本降低性能提高为 规模化生产应用创造条件。对比传统电极材料,镍作为贱金属之一,不仅具有成本 优势,其原子或原子团的电迁移速率较贵金属电极小,工艺稳定性高,且电阻率相 对较低,阻抗频率特性好。

二、MLCC 企业多自产+代理商业模式,市场空间广

(一)自产自销+代理销售为国内军工 MLCC 上市企业主要商业模式

       目前国内MLCC行业主要存在三种商业模式自产自销、代理销售及两种兼有。其中, 自产自销,指在生产加工和工艺控制上形成一条具有自己特色的工艺技术流程,代 表企业为中国台湾的国巨、华新科,中国大陆地区企业风华高科、三环集团。代理销 售,指公司利用自身管理、营销、技术等优势,取得前端厂商的代理授权后,提供销 售和其他服务,代为处理行业终端较为庞杂的用户群,代表企业为厦门信和达、湘 海电子、创意电子等。当前,国内军工MLCC上市企业多自产自销及代理销售两种商 业模式兼有。本报告所描述国内军工MLCC上市企业,均指的是在国内A股上市且其 军用MLCC业务构成其主要营收及利润来源企业,主要企业为鸿远电子、火炬电子。

 

 

     自产自销业务毛利率相对较高,一般是具有自产自销业务公司的主要利润来源。自 产自销模式中,在军用领域,MLCC因主要采用定制供应商目录的管理模式,且需要 获得一系列严格的资质审查,且军用高可靠MLCC对产品性能、可靠性及供货稳定性 有着更高或更特殊的要求等,具有较高的市场壁垒,毛利率水平较高,代表厂商有 鸿远电子、火炬电子等。但自产自销模式在民品领域的毛利率水平分化较大,在 20%~55%的较大毛利率分布区间内浮动。当前大部分自产自销的高端市场被国际知 名厂商的国内生产基地所占据,国内厂商的产品处于中低端的相对较多,但相关业 务仍是公司的主要毛利来源。代理业务方面,受业务模式影响,营业成本较高但经营具有灵活性,可通过优化客 户结构提升盈利水平。

     军用上市MLCC企业受到代理业务本身性质的影响,利润并不 高。例如,2021年度鸿远电子代理业务(含各类电子元器件的代理业务)成本占主 营业务成本的77.77%,但只贡献了11.08%的毛利。据鸿远电子、火炬电子招股说明 书,两家公司代理业务均采取买断式采购模式和直销的销售模式,具体做法是根据 客户的合同订单、生产计划、市场趋势以及必需的库存等信息综合分析后编制采购 计划,集中向原厂下单采购,并按照合同交货时间分期分批销售给下游用户。

    根据 鸿远电子招股说明书援引的中国电子元件行业协会信息中心《2018年版中国MLCC 市场竞争研究报告》,国内民用MLCC市场竞争较为充分,一般依靠规模优势取胜, 体现“数量大、单价低”的特点,国际知名厂商的国内生产基地占据国内民用MLCC 市场较大份额。电子元器件行业民用终端用户数量庞杂,竞争激烈,代理业务模式 更适合高可靠MLCC厂商专注高可靠领域研发,近距离接近市场获取市场信息,此外, 公司在经营代理业务时可灵活选择价格敏感度低、行业相对景气的下游客户,从而 提升代理业务盈利水平。

(二)行业景气度持续上升,看好国防、5G、汽车电子的应用前景

      整体来看,MLCC行业的全球市场规模持续增长,中国市场规模占比提高。近年来, 随着电子制造业发展迅速,互联网持续深化发展及相关的各种智能硬件不断普及, 各类整机产量迅猛增长,MLCC等电子元器件的市场前景广阔。根据鸿远电子2021年年报援引的《2021年版中国MLCC市场竞争研究报告》(北京智多星信息技术有 限公司,2021年),2020年MLCC市场全球需求量约为43,930亿只,预计2025年约 60,520亿只,5年复合增长率约为6.6%。具体看我国MLCC市场,2021年开年我国 MLCC市场仍处于较高景气度,预计2025年需求量约47,890亿只,市场规模约791.5 亿元,2020-2025年需求量、市场规模复合增长率分别为6.6%、8.2%。我国MLCC 市场占据全球半数以上份额,市场空间潜力强劲。

 

 

 

1.自产军用:国防信息化加速建设推动市场需求长期稳增长

       MLCC性能优异,被广泛地应用于卫星、飞船、火箭、雷达、导弹等武器装备。军工 领域,如航空、航天用的电子系统,常面临高温、高压、严寒、高冲击等恶劣环境, 故所使用的电容器不仅要求其电容量大,还需要其性能更稳定、耐环境性更好,即 可靠性要求较民品更为严格。根据国科大研究生院《航天电子元器件质量保证体系 研究》(余斌,2009年)一文,20世纪90年代航天系统曾对20多个航天型号任务在 研制试验中暴露出来的3000多个问题进行统计分析,其中电子元器件方面的问题占 比最高达26%,高于设计方面的25.1%与制造方面的24%,这一层面上看电子元器件 的可靠性的重要程度不言而喻。MLCC具有体积小、成本低、单位体积电容量大及温 度等环境对性能影响小等特点,在航空电子设备、装甲车辆电子设备、军用移动通 讯设备、武器精确制导及军事信号监控等军用电子设备上的用途越来越广。我国军用高可靠MLCC市场前景广阔。

       近年来,随着国防信息化建设的稳步推进,受 益于海、陆、空部队装备更新换代和信息化程度提升的需求,我国军用高可靠MLCC 市场前景广阔。2017-2022年我国国防预算增速整体高于GDP增速,2022年国防预 算增速达7.10%。据中国国防部2019年发表的《新时代的中国国防》,以信息技术 为核心的军事高新技术日新月异,武器装备远程精确化、智能化、隐身化、无人化趋 势更加明显,战争形态加速向信息化战争演变,智能化战争初现端倪。2020年10月 下旬,中国共产党第十九届中央委员会第五次全体会议公报发布。全会提出,加快 国防和军队现代化,实现富国和强军相统一...加快机械化信息化智能化融合发展,全 面加强练兵备战,提高捍卫国家主权、安全、发展利益的战略能力,确保2027年实 现建军百年奋斗目标。高端装备现代化及信息化建设,为高可靠领域MLCC上市企业 提供稳定且较快的业绩增长支撑。此外,由于国防军工产业的特殊性,后续军用 MLCC仍有进一步国产替代的空间。

2.自产民用&代理:成长性>周期性,5G、汽车电子未来可期

     下游终端应用市场显著引导着MLCC所属的被动元件市场发展。从被动元件的发展 历程来看,近些年来,产业链下游的需求扩大主导着被动元件市场的扩张。金融危 机以来,全球电子元件市场规模的增长主要来自于网络通信与汽车电子,尤其是智 能手机。而消费类音频与视频影像、计算机部门和工业部门、特殊部门(包括医疗电 子、油井电子、采矿电子和国防电子)规模占比呈现下降趋势。

 

 

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