2021年MLCC行业研究报告.docx
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1、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
2、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
3、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
4、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
5、,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
6、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
7、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
8、、 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ML
9、CC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
10、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
11、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
12、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
13、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
14、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
15、,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。
16、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,
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