2021年MLCC行业研究报告.docx

2021年MLCC行业研究报告2019年,全球MLCC出货量约4. 5万亿只,同比增 长 5. 90%, 2011-2019 年 全球 MLCC出货量 CAGR 达 8. 72% 2019年全球MLCC市场规模达120亿美元,同 比 增长4. 6%, 2011-2019年全球MLCC市场规模CAGR 达 ?. 08%MLCC被誉为“电子工业大米“。MLCC具备体积小、 体积与容量比高、易于SMT等优点,广泛应用于消费电 子、通讯、汽车电子、家电等领域。2019年全球出货量 达到4.5万亿颗,市场规模达到120亿美元。原材料和艺构筑MLCC行业高壁垒。MLCC核心原 材料陶瓷粉料的微细度、均匀度和可靠性、对薄层化、 多层化工艺以及陶瓷粉料和金属电极的共烧技术共同决 定了下游MLCC产品的尺寸、电容量和性能的 稳定。长期来看,5G+汽车电子驱动MLCC市场扩容。随着 5G、汽车电子、物联网渗透率的提高,MLCC有望迎来快 速增长。根据MuRata的预 测,以2019年MLCC市场 为基准,到2024年,预计智能手机用MLCC市场规模约 增长50%, CAGR约8. 45%;基站用MLCC市场规模增长 约40%, CAGR约6. 96%;计算机存储和服务器用MLCC市 场规模增 长约30%, CAGR约5. 39%短期来看,MLCC行业景气度回升。自2020年Q4, 各大MLCC厂商订单饱满,交货周期拉长,价格具备向上 弹性。日韩台主导市场,国产替代空间大。从竞争格局 来看,MLCC前三大厂商分别为日系村田（31%）、韩系 三星电机（19%）以及台系国巨（收 构基美后15%）,合 计占有65%的市场份额,而我国风华高科和三环集团仅 有个位数的市占率。一方面,日系大厂进行产能调整,主 攻小尺寸、高容、车规MLCC产品,另一方面,中美贸 易摩擦不断以及疫情背景下,下游客户逐步依赖国内 MLCC供应链,我国MLCC厂商迎来黄金 发展期。1 .被动元器件是电子电路产业基石,MLCC是市场规 模最大的电容器品类被动元件是电子电路产业的基石,主要分为RCL和 射频元器件两大类。被动元件最初是台湾电子行业对某 些电子元器件的叫法,区别于主动元件;而此前中国大陆 则称无源器件和有源器件。被动元件内部不需要电源驱 动,其本身不消耗电能,只需输入信号就可以做出放大、 震荡、计算等响应,无需外部激励单元。被动元件是电 子电路产业的基石,存在于各种电子产品中。2019年全球被动元器件市场规模达334亿美元。被 动元件主要分为RCL以及射频元器件两大类,其中RCL 约占被动元件总产值的90%。在RCL中,电阻,电容，电 感是三种主要的类型,分别占RCL器件产值的74%, 11% 和15%电阻普遍用于分压、分流,滤波和阻抗匹配; 电容的主要功能是旁路,去藕,滤波和储能;电感的主 要用途是滤波,稳流和抗电磁干扰。两个相互靠近的导体,中间夹层不导电的绝缘介 质,这就构成了电容器。电容器 有两大基本性质,是 储存电荷,二是不使直流电流通过,而使交流电流通过。 这 种特点以各种形式被应用在日常使用的电子产品的电 路中,发挥着重要作用。在电 路中,电容器可以起到蓄 电、平滑、耦合和去耦四种作用。蓄电是指利用储存的电 荷,平滑即使电压变动变得平滑,而耦合能够阻断直流电 流仅让信号成分（交流电流通过）,去耦则能对频率高 的噪声成分起到旁路作用。电容器主要有锂电解电容、铝电解电容、陶瓷电容器 和薄膜电容器四种类型。四种不同类型的电容有着不同 的特点:陶瓷电容小型化优势明显,尤其适用于消费电子 设备,其电容量比较小,适用于高频领域;电解电容容量 比较大,适用于低频领域；薄膜电容的电容量介于前两者 之间,突出的优点是耐髙压,可靠性好。前瞻产业研究 院数据显示,2019年全球陶瓷电容、铝电解电容、锂电 解电容和薄膜电容的市场规模将分别达到114亿美元、72亿美元、16亿美元和!8亿美元,较2018年分别增 长 3.82%、3.77%、1.31%和 1. 67%MLCC是片式多层陶瓷电容器的英文缩写,是世界上 用量最大、发展最快的片式元件之一。MLCC是将印刷有 金属电极浆料的陶瓷介质膜片以多层交替堆叠的方式进 行叠层,经过气氛保护的高温烧结成为个芯片整体,并 在芯片的端头部位涂敷上 导电浆料,以形成多个电容器 并联。同时,为适应表面贴装波峰焊的要求,在端头电 极上还要电镀上银和锡,形成三层电极端头。其主要优点 为体积小、频率范围宽、寿命长、成本低。目前,陶瓷 烧结技术相当成熟,可以进行大规模、高质量的生产。根据所采用的陶瓷介质的类型,陶瓷电容可分为 Classi和Class2两类,Classi是温度补偿,电容容 量稳定性好,基本不随之温度、电压、时间的变化而变化, 但是容量一般较小,一般适用于温度补偿型、高频电路 和滤波器电路。Class2是温度稳定型和普通应用型,电 容容量稳定性较差,但是容量相对较大,一般适用于平滑 电路、耦合电路和去耦电路。具体来看:COG、NPO、X7R、 X5R、Z5U、Y5V的温度特性、可靠性依次递减,成本也 依次降低,介电常数、能达到的最大电容量依次增加。其 中 COG (NPO)属于 Classi, Y5V、Z5U、X7R、X5R 属于Class2o按照尺寸分类,MLCC大致可以分为3225、3216、 2012、1608、1005、0603、0402, 0201, 01005 等等。 数值越大,尺寸就更宽更厚。比如0402即外形尺寸为: 长宽 为 0. 04inch*0. 02inch （公制:1. 00mm*0. 50mm） 根据全球权威调研机构Morgan Stanley于2018年发 布的关于MLCC的调研报告,2017年MLCC在智能手机 及通信设备、电脑及外设、汽车、家庭影音、业及其他 领域的出货量占比分别为42.0%、19.6%、10.6%、17. 0% 和10. 8%,预计在2018-19年占比保持不变,而2020年 占比将分别变为 44.0%、17.5%、13.5%、13. 0%和 12.0%。2019年,全球MLCC出货量约4. 5万亿只,同比增 长 5. 90%, 2011-2019年 全球 MLCC出货量 CAGR达 8. 72% 2019年全球MLCC市场规模达120亿美元,同 比 增长4. 6%, 2011-2019年全球MLCC市场规模CAGR 达7.08%o随着5G、汽车电子、物联网渗透率的提高, MLCC需求将继续增长,行业需求仍将以每年10%-15%左 右的幅度增长。终端设备轻薄化和功能完善化的市场需求,促使 MLCC向微型化和小尺寸方向发 展。一方面,消费者热衷 于“轻薄化”的移动电子设备,驱动电子产品小型化。另 方面,随着智能手机在功能上更加全面丰富,预计机身 内的电子回路将大幅增加。因此,要在体积日渐缩小的手 机机身中植入更多电子元件,需要进步减小MLCC等电 容器的体积。2008年和2016年智能手机使用的MLCC 分别以0402和0201尺 寸系列产品为主导,未来 01005和008004系列将占据主要地位。为匹配终端不断增加的功能,电池容量增长,要求 MLCC向着大容量趋势发展。由于终端配置功能的增多, 使电池容量变大,对大容量电池进行稳定快速的充电,需 要配置大容量、高品质的MLCC部分电子回路通过使用 大容量规格以减少MLCC的数量,因此对大容量有着较高 要求。根据Murata的预测,高端智能手机静电容量 预 计由2015年的2000 nF增长到2023年的4000 u F, CAGR达9.05%;中等智能 手机静电容量预计由2015年 的1000 u F增长到 2023年的2000 pF, CAGR达 9. 05%o 综合而言,MLCC容量与体积比逐渐提升。以满 足下游终端的需求。根据Murata披露的数据,MLCC容 量体积比由1996年的1 pF/立方毫米增加到2020年 的40卩F/立方毫米。此外,随着MLCC电容值的不断增加,替换电源电路 中的电解电容器成为了可能。低电压及大电流化促使电 子设备的电源釆用分散电源系统,从中间总线转换器将多 个小型DC-DC转换器（POL转换器）配置在LSI及IC 等负载附近。POL转换器外接有多个电容器,尤其是平 滑用输出电容器中需要很大的静电容量,因此以往一直 使用铝电解电容器及锂电解电容器。但由于电解电容器难 以小型化,且由于其ESR过高,纹波电流会导致发热量 过大的问题。MLCC虽拥有优异特性,但之前因其容量较 小而无法使用于电源电路。近年来,随着MLCC的电介质 薄层化及多层化技术的发展,数10100UF以上的大容 量MLCC实现了产品化,从而使其可用于更换电 解电容 器。更换为MLCC后,ESR相比于电解电容器降低量将达 到两位数,能够减少因纹波电流导致的发热量,从而提 升寿命与可靠性;同时,小型低背形状的MLCC也可使电 路线路板更加节省空间。未来MLCC也将继续朝高压化、高频化及高可靠度方 向发展,以满足日新月异的下游终端市场需求。1)髙压化:随着电源装置电路设计上的演进,LED照 明部分需求有望上升,34KV的高压电容需求将持续增 加。2)高频化:MLCC的工作频率已进入毫米波频段范围, 为满足电子回路的高性能与多功能要求,LSI的工作频 率越来越高,这对低阻抗电源供给也提出了更高的要求, 市场对于能够在宽频(MHz-GHz)使用的低阻抗低感抗 ESR/ESL的MLCC的需求变 得更为迫切。3）高可靠度:在车载用MLCC方面,MLCC需要在极 端的温度环境,弯曲强度等冲击传达的情况以及高湿度 （湿度85%）等极端环境中稳定运转;同时还需要获得汽 车电子零件信赖度测试规格AEC-Q200 （车载用被动零件 相关的认证规格）认证,生产标准苛刻。因此,未来MLCC 的高可靠度要求也将会不断提升。2 .原材料和工艺技术构筑MLCC行业壁垒2.1. MLCC第一大壁垒:电子陶瓷粉料的材料技术电子陶瓷材料在狭义上即陶瓷粉料,是生产MLCC的 主要原料之一;而在广义上,除陶瓷粉料外,电子陶瓷 材料也包括陶瓷粉料的主要原料钛酸领粉和改性添加剂。 钛酸钢常温下介电常数较高,故可作电介质材料;但钛酸 领也有缺点,比如常温下损耗角正切值、介电常数温度 系数都很大,需添加改性添加剂改变其化学性能,才能 被用作电介质。添加剂主要包括稀土类元素,例如钮、钦、 镐等,以保证粉料的绝缘性；另一部分包括镁、镒、锐、 辂、锢、鸨等,以保证粉料的温度稳定性和可靠性。根 据Paumanok,添加剂一般占粉料重量的5%添加剂须与 钛酸钢粉均匀分 布,以控制电子陶瓷材料烧结中的微观 结构及电气特征。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,陶瓷粉料占比较大,在低容MLCC产品中占比20%-25%,高容 MLCC成品中占比高达35%-45%oMLCC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。工业化生产中使用的制备方法主要包括因相合成法、 草酸盐共沉淀法、水热法等,溶胶凝胶法及新提出的微 波水热法均尚在实验室小试阶段。从产出瓷粉的质量来 说,固相法和草酸法可用于规模化生产,但粉体颗粒较 大、不够均匀,品质较低,市场 售价相应较低;溶胶 凝胶法制备的粉体最为优质,市场售价最高,生产成本也 相应较高,生产周期长,粉体容易团聚,不适于用作大 批量生产;水热法生产的颗粒细且均匀,易于获得下游 客户的认可,可用于较为高端的MLCC产品,相应的市场 售价较高,而生产成本相对较低,因此业内普遍预测水 热法将对其他制备艺形成一定的市场替代。陶瓷粉料市场集中度较高,市场份额和先进技术都集 中于日本。市占率方面,超过75%的瓷粉由日商供应,2018 年全球外销陶瓷粉体前7大厂商有5家来自日本,前3 大厂商日本堺化学、美国Ferro及日本化学市占率依次 28%、20%、14%。国瓷材料是国内首家、全球第二家成功 运用水热艺批量生产纳米钛酸钢粉体的厂家,也是中 国大陆规模最大的批量生产并外销瓷粉的厂家,市占率为10%o国内厂商比如风华高科正加快建设国家重点实验 室,BT01瓷粉性能达到国际先进水平。2.2. MLCC第二大壁垒:艺MLCC制作艺流程大致如下:1）氧化钛、钛酸钢等 电介质粉末混入粘合剂、增塑剂、分散剂等溶剂支撑膏 状浆料（原材料决定MLCC性能）,涂敷于载体膜（薄 膜 为特种材料,保证表面平整）,形成印刷电路基板;2） 利用已形成多个电极图案的印网掩膜将膏状的内部电极 材料印刷至电路基板上（不同MLCC的尺寸由该艺 保 证）；3）印刷后的内部电极积层后进行加压,层数在 100-1000层以上（具体尺寸 的电容值是由不同的层数确 定的）；4）将一体成型的基层片切成规定尺寸,形成贴片; 5）贴片送进烧制炉,以1000-1300。¢高温烧制,形成硬 质陶瓷;6）涂敷膏状外部电极,用600-850进行烧制, 镀银和锡（镀镇防止电容老衰,镀锡决定电容的可焊性）; 7）完成静电容量、绝缘电阻等特性检查后出货。薄层化、多层化技术:提升电容量是MLCC替代其他 类型电容器的有效途径,在一定的体积内制造更大电容 量的MLCC, 一直是MLCC领域的重要研发课题。MLCC的 电容量与电极面积、积层数及使用的电介质相对电容率成 正比关系,与电介质层的尺寸成反比关系。因此,在 定体积内提升电容量的方法主要有两种,其是减 小电 介质层厚度,其二是增加MLCC内部的积层数。所以这就 要求MLCC厂商具备先进的涂抹艺与厚膜印刷工艺以 实现薄层化,以及通过接近极限的薄层化技术和多层化 技术,进步提升小型化、大容量化的需求。目前,日本 厂商普遍可以做到lum薄膜介质堆叠!000层以上, 而中国厂商只能达到300至500层，与国外龙头还有 定差距。此外,为了提升高品质MLCC的成品率,需要使薄陶 瓷薄膜的厚度保持均匀。如果膜厚不均匀,则夹住介电 膜的电极可能接触而发生短路,从而失去电容器的功能。 即使不发生短路,如果膜厚均匀度很差,也将导致耐电压 或可靠性下降等问题。陶瓷粉料和金属电极的共烧技术:MLCC是由多层陶 瓷介质印刷内电极浆料,叠合共烧而成。制造MLCC时 的突出难点是,烧结前后陶瓷薄膜会大幅缩小。如果单纯 减小介电膜和电极的厚度,会因烧结时的缩小导致整体开 裂。若要在印刷电极图案的状态下,确保烧结后的元件 保持正常结构,需要采用合适的技术和专利。掌握好 的 共烧技术可以生产出更薄介质（2um以下）、更高层数 （1000层以上）的MLCC当前日本公司在MLCC烧结专 用设备技术方面领先于其它各国,不仅有各式氮气氛窑 炉（钟罩炉和隧道炉）,而且在设备自动化、精度方面有 明显的优势。例如日本TDK公司在共烧时就是利用电脑 进行精密的温度管理和空气控制。共烧问题的解决,一方 面需在烧结设备上进行持续研发;另一方面也需要MLCC 陶瓷粉料供应商在瓷粉 制备阶段就与MLCC厂商进行紧 密的合作,通过调整瓷粉的烧结伸缩曲线,使之与电极 匹配良好、更易于与金属电极共同烧结。3 . 5G、汽车电子打开MLCC市场空间智能手机功能的复杂化、多元化及其对5G的支持, 将使得MLCC等被动元件单机用量快速增加。随着智能 手机产品功能的复杂化、多元化,终端设备需要更多的被 动元件来进行稳压、稳流、滤杂波,以保障正常运作;同 时,更快的连接和更强大的处理能力也需要更多的被动 元件。以iPhone为例,MLCC用量由最初iPhone的177 个增加到iPhoneX的1095个。同时,5G标准的手机对 MLCC的需求较 4G手 机相比大幅提升。4G (LTE-advanced)标准的高端手机需要MLCC的数量达到 700颗,而5G标准的手机需1000颗,单机MLCC用量 将大幅提升。在过去的2020年中,全球5G手机出货量 达到了 2. 55亿,渗透率达到了 19. 93%°IDC预测。5G手 机的渗透率将在2021年提升至40%,将在2025年提升 至 69% 汽车产业的EV化进步推动MLCC市场扩容。世界 各国正在努力推进将汽油车和柴油车转变为电动汽车 （EV）的进程。例如我国规定到2025年新能源车新车销 售量占到新车销量的20%;欧洲各国也设立不同的目标年 份达到电动车占比100%的新车销售计划。新能源汽车中 三电系统能显著拉动MLCC的需求。在EV化发展的同 时,自动驾驶汽车的开发也在加速进行,随着ADAS渗透 率的逐步提升,MLCC用量也将大幅度提升。此外,MLCC需 求增长也受益于汽车上配备更多的音响、显示屏等。根 据村田的预测,纯电动汽车的动系统将使用2700-3100 颗MLCC,远 高于传统燃油车450-600颗MLCC的需求。 此外,太阳诱电预计2023年汽车领域的MLCC需求将 增长为2019年的1.9倍。5G的高密集组网以及全频谱接入将带来基站数量的 增加和基站复杂度的提升,未来5G基站对MLCC的需 求将大幅提升。5G的毫米波段和sub-6频段,将搭建大 量的5G宏基站、毫米波微基站、sub-6微基站,我们 预测在2021/2022/2023/2024/2025年中国总的5G基 站数将达到175/277/352/441/572万座。5G基站应用环 境苛刻,从单个宏基站MLCC需求看,5G基站对于MLCC 需求主要来自基带处理单元（BBU）和有源天线处理单元 （AAU）,其中BBU需要高容值电容,AAU有大量大功 率高Q值电容的需求。此外,5G需要加载更多更高的频 段,基站内电路将变得更复杂,对MLCC可靠性的要求 也会变得更高。VENKEL提供 的数据显示,4G基站MLCC 用量为3750颗,而5G基站的用量则大幅提升为为 15000颗。根据太阳诱电预测,2023年基站通信设备对 MLCC的需求将增长为2019年的2.1倍。根据Murata的预测，以2019年MLCC市场为基准,到 2024年,预计智能手机用MLCC市场规模约增长50%, CAGR约8.45%;基站用MLCC市场规模增长约40%, CAGR约6. 96%;计算机存储和服务器用MLCC市场规模 增长约 30%, CAGR 约 5. 39%4 .行业景气度回暖:交货周期明显拉长,价格具备 向上弹性回顾MLCC价格波动历史,主要可以分为以下几个阶 段:2001 -2002年:（1）非贵金属（银铜）电极取代贵 金属电极（把银）带动成本/售价下滑;（2） SMT技术的 发展推动MLCC需求量增加,供应端积极扩张产能,规模 效应进步降低成本/售价。2003 -2005年+2007 -2008年:MLCC价格受到互联 网泡沫和金融危机冲击影响。2009 -2010年：智能手 机爆发,短小轻薄的诉求带动小型、高容MLCC需求,刺 激高阶产品价格上涨。2016-2018年:1、村田、TDK等日厂头淡出盈利能 较差的低阶市场,并朝向汽车、业控制、医疗等高 端领域转移;韩国三星电机因受到2016年Note 7爆炸 事故的拖累,MLCC停止生产三个月,复后加强MLCC 品管,产品交货周期拉长。2、需求端担心MLCC货源不 足,更积极扩大下单,而有渠道的客户抢先取得产能,导 致其它客户需求缺口急速扩大。缺货的恐慌心理造成下游 厂重复下单,以超出一般数倍的需求量积极向上游抢货 源,变向助涨MLCC价格。3、MLCC价格大涨使得供应 商在20172018年的急速扩产,供给过多。4、2018年 下半年到2019年上半年,下游需求端处于清库存的时 期,MLCC市场进入低迷阶段。MLCC价格从2018年第四 季开始急转直下,2019第一季与第二季MLCC单价跌幅 达15%至30%生产商和代理商库存位在高档,生产商 开工率大减以消化库存。经历过一年的去库存后,于 2019年下半年MLCC 行业进入新一轮景气周期。受到全球疫情影响,居家办 公、线上教学等趋势驱动下游笔电、平板等需求旺盛。根 据Canalys的数据,2020年全球PC出货量高达2.97 亿台,同比增长!1%,预计2021年全球PC市场的出货 量也将持续攀升至3. 23亿台,同比增长8.8%； 2020年 全球平板电脑出货量1.61亿台,预计2021年全球平 板电脑出货量也将持续攀升至1.74亿台,同比增长 8. 3%随着手机、汽车市场、服务器等需求得复苏,我们可以看 到自2020年Q4部分厂商已经出现货期延长趋势,部 分厂商有小幅涨价趋势;到2021年Q!基本所有原厂的 货期都出现了大幅度延长,涨价情况层出不穷。从财务数据上来看,各MLCC原厂业绩开始有所回暖。台 股MLCC营收在2020年3月首次出现同比正增长,随 后一路攀升,至202I年2月在受到春节假期影响下, 达到118亿新台币,同比增长93%,体现出了原厂的高 稼动率。5 .日韩台厂商主导MLCC市场,国产替代空间广阔 从全球来看,MLCC大厂主要分为三大梯队:第一梯队为日本厂商,起步早,具有技术优势和规模 经济效应,主要代表厂商为日本村田、太阳诱电和TDK 等;第二梯队为韩国和中国台湾厂商,技术水平与日本厂 商有一定差距,但具有规模优势,主要代表厂商为三星 电机、国巨、华新科等;第三梯队则为中国大陆厂商,在技术和规模方面与前 述都有所差距,但与台系厂商 之间的差距在逐步缩小, 主要代表厂商有风华高科、深圳宇阳、三环等。日韩台厂商占据MLCC行业的主导地位。2019年11 月,国巨宣布以!6.4亿美元的总额收购美国被动元件 大厂基美（Kemet）,此举将助推国巨电容行业市占率进一 步 提升。具体来看,2019年全球主要MLCC厂商市占率 分别为:村田31%/三星电机19%/国巨（+基美）15% /太阳诱电13%/华新科11% / TDK 3% /其他8%, 行 业集中度高,话语权主要掌握在日韩大厂手中。日系大厂进行产能调整,主攻小尺寸、高容、车规 MLCC产品。常规型MLCC在过去多年竞争激烈,利润微薄。自 2016年下半年开始,村田、TDK等厂商转向深耕小尺寸、 高容MLCC,计划性逐步停产中低阶应用的中高容MLCC 产品,释出规模达20%的标准型MLCC产能。此外,近年来随着汽车电子化、电动车的发展,车规 MLCC需求大涨。车用MLCC型号范围很广（从0402至 2220尺寸）,对温度、环境要求严苛,对MLCC寿命及可 靠性提出了更高要求（15-20年）。此外由于进入汽车行 业需要质量认证,产品门 槛高企使得产品附加值提升, 利润更为丰厚。这也是各大日系厂商的另一重要发展 方 向。具体来看,TDK年度营收中汽车市场占比从FY2016 年的27.0%大幅上升至FY2020年的41.0%,太阳诱电年 度营收中汽车市场占比从FY2016年的5%迅速上 升至 FY2020年的18%,致于将汽车市场营收占比提升至 25%一方面,中国制造2025)中提出,要完善重点产 业技术基础体系,到2020年实现40%的国产替代率,到 2025年实现70%的国产替代率。另一方面,中美贸易摩擦不断以及2020年全球新 冠疫情,无疑加速了整个产业链向国内转移的趋势,我国 企业在使用或开始认可本土品牌,将本土品牌作为后续 主力。”外部施压+时代要求”促使国产替代的需求激增。 三环集团于2020年3月份披露了增发预案,拟总投资 22.85亿元用于5G通信用高品质MLCC扩产技术改造 项目,项目预计2022年12月投产;风华高科于2020 年3月13日公告将投资75.0516亿元用于高端MLCC 生产基 地的建设,该项目将分三期建设实施。预计2020 年将新增产能50亿只/月,项目全 部完成后将新增月产 450亿只高端MLCC的产能。