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1、基本概論
片式多層陶瓷電容器是目前電路當中使用率最高的電容器,也被人們稱之為“獨石電容器”。電容器是非常關鍵的點子元器件,是被動元件當中的電路器件,比如電感、電容、電阻等,都在復雜電路結構中非常重要的存在。在電路當中,電容主要價值有作用與積分、微分電路、旁路、交流濾波、儲存電荷等。
從介質材料層面來看,電容器可分為不同的薄膜電容、 鉭電解電容、鋁電解電容、陶瓷電容等種類,每個介質材料制作而成的電容器性質大不相同,分別使用到不同領域當中,在這之中,陶瓷電容器占領最多市場比例,有 43% 左右。從結構層面來看,陶瓷電容劃分為片式多層陶瓷電容器、引線式多層陶瓷電容、單層陶瓷電容三種。
圖源 智旭電子
2、多層陶瓷電容器優勢
容量包容度較大:和單層電容相比,多層陶瓷電容器使用了多層疊加技術,讓其具備了更加寬泛的電容量。
體積超級小:現如今平板、智能手機等產品的更新換代讓產品更趨向于輕薄化發展,這就要求產品中所使用的電容器需具備超小體積特征,當前產品尺寸正朝著更小的趨勢發展。 低等效串聯電阻(ESR):多層陶瓷電容器的 ESR 通常只有幾毫歐,與其他類型電容器相比,足足相差多個數量級,ESR 越小,這說明該元件在運作時本身散發出來的熱氣會更少,進而讓絕大部分的能量都使用于電子設備的運行,并不是通過熱能的形式進行消耗,所以該元件能夠提升運行效果,同時延長電容器使用期限。
額定電壓高:經過高溫燒結技術后的陶瓷結構會更加緊致,和其他材 質電容相比,其內電壓優勢更加明顯,電壓系列更加寬廣,能夠達到不同電路運行標準。 高頻性質較好:材料質量的提升讓多層陶瓷電容器在各個頻段中都有 對應的陶瓷材料來完成低電阻與阻抗,所以在高頻電路當中有著良好的性質。并且多層陶瓷電容器具備良好的無極性,進行裝配使用時會更加便利。
就多層陶瓷電容器本身產業鏈而言,可以將其劃分上游材料、中游制造以及下游應用。上游材料行業包含了芯片、電極材料、陶瓷粉末材料;中游屬于各家多層陶瓷電容器制造企業,主要被使用在民用或軍用方面;就民用而言,涉及最多的部分有汽車和消費電子,而軍用主要應用于兵器、船舶、航天等方面,并且軍用產品對穩定性與可靠性要求更加嚴格。
近年來我國已經成為多層陶瓷電容器的主要需求市場,基于下游需求帶動下生產出了很多相關產業鏈廠商。如今最流行的多層陶瓷電容器制造技術有瓷膠移膜技術、濕式印刷技術、干式流延技術;在市場對產品高質量要求下,基于高級多層陶瓷電容器的需求增加,瓷膠移膜技術、濕式印刷技術因為制造技術的先進性與科學性受到市場關注,目前已成為多層陶瓷 電容器制造技術的發展方向。
3、未來發展趨勢
④小型化:高電壓以及高容量等重要技術參數不斷升級后,必然會出現提升瓶頸,如今來看主要的突破口在于陶瓷加工技術和陶瓷材料的創新發展與優化,在未來核心技術主要包括以下方面:雙極材料技術、電容層薄化技術、打印技術、多層技術。另外在智能手機輕薄化發展趨勢下,元器件平均占用體積不斷擴展,同時手機功能升級過程中會更加需要高質量的電容量。
3.2 5G、車載發展前景良好
5G 時代發展下,全新的發展機遇逐漸出現,手機制造對多層陶瓷電容器的需求量非常大,通信技術發展至今,其傳輸速度不斷加快,使用功能逐步提升,頻段也在不斷上升中,所有設備需要更高質量的電容器,在通信技術發展歷程中多層陶瓷電容器數量也在不斷增加。此外,因為 5G 傳輸速度快、覆蓋面積廣,因此需要搭建更多、更高級的基站,進而帶動了 多層陶瓷電容器的需求量。再加上5G 毫米波段以及 sub-6G 頻段的應用,需要密集程度更高的基站設置,5G 需要的基站數量遠遠大于 4G,而這些基站的設定更加需要響應的被動元器件。
2023 年 1 月 11 日,據全國工業和信息化工作會議內容得知,我國已經累計建設開通了 230 萬個 5G 基站,其中新型數據中心建設效果最為顯著。到了今年 2 月,北京市經信局召開了經濟與信息化工作會議,據透露,2023 年北京市經信系統全面保障了產業經濟與企業的發展,今年北京市規模以上工業增加值上升速率為 4%,數字經濟增長率為 6.5%,并且還要新設 1 萬個 5G 基站。
此外,智能手表、TWS 耳機等新型可以佩戴的設備將成為消費行業中的新熱點和推廣目標,在未來有著較高的發展空間,同時也成為促進多層陶瓷電容器發展的新功能。車載電子根據功能不同分類出了汽車電子控制裝備與車載電子裝置。人民生活水平的提升讓消費者提升了汽車舒適感標準,各汽車制造廠都在不斷研究車內搭載影音娛樂功能,這也進一步推動了多層陶瓷電容器使用數量的增加。汽車性能提升與車內娛樂功能的提升進一步促進了汽車電子化發展,每輛汽車使用的電容器數量逐漸增多。
如今共享化、網聯化、智能化、電動化已經成為汽車產業優化升級的主要方向,其中的網聯、智能、電動等都需要使用各種電子元器件組建功能模塊的支持,在這之中多層陶瓷電容器是使用率最高的被動元器件之一,在汽車產業不斷創新發展中,車規級多層陶瓷電容器的需求量不斷提升;據統計,純電動車制造中需要使用到 18 000 個多層陶瓷電容器單車,使 用數量遠遠高于之前的燃油車。通過這些年的深入研究與開發,我國微容科技車規多層陶瓷電容器已經開發并生產出了 0201~1210 全尺寸系列的產品,可以使用在三電系統、智能駕駛、智能座艙等汽車電子結構中。通過各種全新的融資資金,也會大量投入到產房設備裝置上,從而進行范圍更廣的車規多層陶瓷電容量、高容量等高級產品研究與開發。
就全球市場份額而言,日本企業整體市場占有率最高達到了 56%,而我國制造商只占全球 6%,且供應商較少,由此可以看出日本企業在這個行業中有著非常顯著的發展優勢。美國對我國部分企業進行了一定制裁,同時還對我國商品增加了高額關稅,增加了下游終端客戶經營成本投入與經營難度,因此為了考慮生產經營的穩定性和安全性,下游部分大客戶會把 配套供應鏈轉移至國內,進而有望提升國內企業訂單。
在供應鏈優化升級后,近年來我國的多層陶瓷電容器生產企業也會逐漸步入收獲期,同時取得更有實質性的成長業績。現如今國內已經進入材料生產自主化操作,在高級產品技術研究方面還有較大的進步空間,這是由于上游高級陶瓷粉末技術主要掌控在日本企業當中。中美貿易戰為國內多層陶瓷電容器產業發展帶來了新的機遇,研發投入加大,下游客戶訂單不 斷增多進而推動政策執行效果,因此高級多層陶瓷電容器產品在未來發展中技術水平有望提升。從另一層面來說,多層陶瓷電容器產品上游主要為電極材料、瓷料等原材料供應商,這些材料性質都直接關系著產品制造質量,而瓷料供應商在全球非常集中,在全球市場上美國和日本材料公司都占領了領先位置,我國部分地區企業也能研發生產出高級產品。當終端客戶把供應鏈轉移到國內后,我國多層陶瓷電容器企業發展將會有更多選擇,同時國內材料企業購買數量與經濟效益也會逐漸提升,以此為國內材料企業帶來高質量發展機會。
現代化發展目標推動軍用多層陶瓷電容器市場創新與發展,軍工類的多層陶瓷電容器主要服務于國防工業,在電子信息產業和智能制造行業高速發展下,促使我國基礎電子工業加快了發展進度,如今國防建設已經步入補償式發展階段,國家精力與財政投入空間逐漸擴大。再加上現階段實戰化、智能化、信息化、電子化發展趨勢為各種武器裝備帶來新的制造機會,能夠進一步提升軍工電子換代要求,所以軍工電子系統上下游都會面臨更新換代的可能,這一現象必將調動軍工電子行業市場發展內在動力。就國內軍工電子行業而言,多層陶瓷電容器將會大量使用在雷達、飛 船、衛星、火箭等武器裝備中,因為軍用電子系統保存環境比較嚴酷,相比民用產品,軍用電子產品對功能要求更高、更特殊,還需要結合各種軍用標準,通過嚴寒、高溫、高沖擊、高壓等極端環境下進行有針對性的檢測與控制,以此保證產品的可靠性,確保生產產品能夠滿足不同作戰需要。就軍用可靠的多層陶瓷電容器產品來看,需要附加值超高的產品,這是因為軍用對配套產品特殊要求很多,需要數量少、批次多的產品,同時要高質量的產品技術,有專門的檢測標準與使用要求,其制造技術難度更大,設備功能要求居多。此外,軍用產品行業檢測標準與入門要求非常高,而且配套企業需要承擔更加重大的責任,市場競爭格局更加穩定,利潤相對有保證。近年來,我國小衛星產業發展速度加快,必將為衛星制造市場帶來發展動力,在 2025 年全球小衛星制造與發射規模預計會超過 200 億美元。現如今中高軌道通信衛星只解決了全球覆蓋問題,應用的技術性質還不能達到全球互聯接入要求。在未來會實現低柜衛星互聯網星座,全球將覆蓋更加高性能、高寬帶的互聯服務,同時具備低成本、便捷式的服務。為解決互聯網覆蓋問題,我國也開始投入衛星互聯網建設旅程,在未來發展中,衛星使用規模將會大幅度提升,同時帶動多層陶瓷電 容器市場發展。
4、結語
總而言之,在通訊技術、電子信息、表面貼裝技術等各種高新科技高速發展下,多層陶瓷電容器的發展將面臨更加寬廣的市場,同時生產技術也會不斷更新。在未來多層陶瓷電容器主導電容器將轉向賤金屬多層陶瓷,同時還會選擇更小的型號,容量方面也將逐漸替代鉭電解電容器朝著綠色環保、高性能以及高頻化方向發展。國內多層陶瓷電容器行業發展過程中, 要站在國際多層陶瓷電容器發展高點,將我國電子元器件市場優勢充分發揮出來,深入研究創新自主產權新技術與原材料。相信在未來發展加速中,必然會超過國際先進水平,帶動國內信息產業的創新發展。
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文獻參考:敬文平《多層陶瓷電容器的技術現狀及未來發展趨勢》
推薦活動1:【邀請函】第七屆陶瓷封裝產業論壇(11月30日 蘇州)
時間安排 | 議題 | 演講單位 |
08:45-09:00 | 開場致辭 | 艾邦創始人 江耀貴 |
09:00-09:30 | 多層陶瓷高溫共燒關鍵技術介紹 | 佳利電子 副總 胡元云 |
09:30-10:00 | 氮化鋁HTCC封裝材料現狀及技術發展趨勢 | 中電科43所/合肥圣達 研究員?張浩 |
10:00-10:30 | 茶 歇 | |
10:30-11:00 | 三維電鍍陶瓷基板(3DPC)及其封裝應用 | 華中科技大學/武漢利之達 教授/創始人 陳明祥 |
11:00-11:30 | HTCC氫氮氣氛燒結窯爐 | 北京中礎窯爐 副總經理 付威 |
11:30-12:00 | 多層共燒陶瓷的增材制造技術 | 中南大學 教授 王小鋒 |
12:00-13:30 | 午 餐 | |
13:30-14:00 | 微波大功率封裝外殼技術發展 | 中電科55所 研究員 龐學滿 |
14:00-14:30 | HTCC陶瓷封裝用配套電子材料的匹配性問題研究 | 泓湃科技 CEO 陳立橋 |
14:30-15:00 | 芯片管殼等溫空腔封裝 | 佛大華康 總經理 劉榮富 |
15:00-15:30 | 高速高精度HTCC全工藝流程視覺檢測應用介紹 | 深圳禾思 CEO 楊澤霖 |
15:30-16:00 | 精密激光在LTCC/HTCC加工中的關鍵技術及發展趨勢 | 德中技術 戰略發展與市場總監?張卓? |
16:00-16:30 | 茶 歇 | |
16:30-17:00 | 多層陶瓷封裝外殼的生產工藝和可靠性設計 | 宏科電子 副廠長 康建宏 |
17:00-17:30 | 低溫共燒LTCC和高溫共燒HTCC燒結中的關鍵因素 | 蘇州阿爾賽?總經理??王笏平 |
17:30-18:00 | 多層共燒陶瓷生產線裝備與系統 | 中電科2所?高級專家?郎新星 |
18:00-18:30 | PVD技術在封裝用陶瓷基板上的應用 | 中國科技大學 教授 謝斌 |
18:30-20:30 | 晚 宴 |
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方式一:加微信

郵箱:lirongrong@aibang.com
注意:每位參會者均需要提供信息
方式二:長按二維碼掃碼在線登記報名
或者復制網址到瀏覽器后,微信注冊報名
原文始發于微信公眾號(艾邦陶瓷展):多層陶瓷電容器的技術現狀及未來發展趨勢
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