MLCC:中國本地化供應能力追日企
發布時間:2011-11-02
機遇與挑戰:
- 我國MLCC技術獲突破,產業呈現生機勃勃的發展態勢
- MLCC多次洗牌,日係企業仍然占據市場領先地位
- 大陸電容器產業已基本實現MLCC主流產品本地化供應局麵
隨著SMT技術的興起,片式多層陶瓷電容器(MLCC)由於能夠極大地提高電路和功能組件的高頻特性,從而受到越來越多的關注。在這一領域,日本仍占據領導地位,而我國MLCC產業在風華、宇陽、三環等企業的帶領下,也呈現出生機勃勃的發展態勢。
現代多層陶瓷技術不斷改進
不斷改進的陶瓷技術極大地提高了電路和功能組件的高頻特性。
多層陶瓷電容器(MLC)的de起qi源yuan可ke以yi追zhui溯su到dao二er戰zhan期qi間jian玻bo璃li釉you電dian容rong器qi的de誕dan生sheng。由you於yu性xing能neng優you異yi的de高gao頻pin電dian容rong器qi與yu大da功gong率lv發fa射she電dian容rong器qi對dui雲yun母mu介jie質zhi的de需xu求qiu巨ju大da,而er雲yun母mu礦kuang產chan資zi源yuan稀xi缺que以yi及ji戰zhan爭zheng的de影ying響xiang,美mei國guo陸lu軍jun通tong信xin部bu門men資zi助zhuDupONt公司陶瓷實驗室開展了噴塗玻璃釉介質和絲網印刷銀電極經疊層後共燒,再燒附端電極的獨石化(Monolithic)工藝研究,並獲得多項技術專利。經介質配方改進提高介電常數和降低損耗,玻璃釉電容器已完全可以取代雲母電容器。
戰後,這種獨石工藝在Vitramon和Sprague公司得到推廣和進一步改進,逐漸演變為今天的兩種典型濕法工藝(Wet Processes)。前者為印刷介質法,Vitramon沿用至今,曾為日本TDK、英國Syfer、美國AVX部分低壓薄層工藝所采用,並進一步在日本Kyocera集團發揚光大到極限水平。後者為Waterfall Technique,Sprague維持規模化生產至上世紀80年代末期,目前還在MRA實驗室保留,並在片式多層電感器(MLCI)領域得到全方位推廣。
在(zai)獨(du)石(shi)結(jie)構(gou)的(de)電(dian)容(rong)器(qi)得(de)以(yi)推(tui)廣(guang)的(de)同(tong)時(shi),玻(bo)璃(li)釉(you)介(jie)質(zhi)也(ye)逐(zhu)漸(jian)被(bei)性(xing)能(neng)優(you)異(yi)的(de)高(gao)頻(pin)陶(tao)瓷(ci)介(jie)質(zhi)所(suo)取(qu)代(dai)。在(zai)鐵(tie)電(dian)陶(tao)瓷(ci)成(cheng)功(gong)用(yong)於(yu)單(dan)層(ceng)介(jie)質(zhi)電(dian)容(rong)器(qi)的(de)同(tong)時(shi),引(yin)入(ru)獨(du)石(shi)結(jie)構(gou)更(geng)能(neng)體(ti)現(xian)出(chu)高(gao)比(bi)容(rong)優(you)勢(shi)。正(zheng)是(shi)這(zhe)兩(liang)大(da)類(lei)陶(tao)瓷(ci)介(jie)質(zhi)的(de)引(yin)入(ru),逐(zhu)漸(jian)發(fa)展(zhan)成(cheng)為(wei)今(jin)天(tian)的(de)1、2類獨石瓷介電容器(Monolithic Ceramic Capacitor),或稱多層陶瓷電容器(Multi-layer Ceramic Capacitor)。在上世紀60年代,將MLC的芯片用作厚薄膜混合集成電路(HIC)的外貼元件,並因其無引線結構而被稱為無感電容,在相當寬的頻段內表現出優良的頻率特性。上世紀70年代,隨著SMT技術的興起,MLC芯片演變為片式多層陶瓷電容器(MLCC)而直接貼裝於PCB板,極大地提高了電路和功能組件的高頻特性。
MLCC多次洗牌
經曆了多次洗牌,日係企業仍然占據市場領先地位。
20世紀90年代中後期,日係大型MLCC製造企業全麵搶灘中國市場,先後建立北京村田、無錫村田、上海京瓷、東莞太陽誘電、東莞TDK等合資或獨資企業。在這期間,克服了困擾十餘年的可靠性缺陷,以賤金屬電極(BME)核心技術為基礎的低成本MLCC開始進入商業實用化。以天津三星電機為代表的韓資企業也開始成為一支新興力量。
新舊世紀之交,飛利浦在產業頂峰放棄並出讓被動元件事業部,拉開了中國台灣島內MLCC業界全麵普及BME技術的序幕。國巨、華新、達方、天揚等台係企業的全麵崛起,徹底打破了日係企業在BME製造技術的壟斷,高性價比MLCC為IT與A&V產業的技術升級和低成本化作出了重大貢獻。同時,台係企業開始將從後至前的各道工序製程不斷向大陸工廠轉移。
在2008年國際金融危機影響下,全球MLCC重新"洗牌"。日本村田先後兼並了Rohm和鬆下MLCC事業部繼續高居首位,而後起之秀韓國三星電機經過近十年突飛猛進發展已超越其他對手居次席,並直逼村田形成兩強爭霸局麵。TDK兼並EPCOS,太陽誘電、京瓷/AVX僅能保持第二集團地位,中國台灣國巨兼並華亞、宸遠,華新兼並彙僑、一等高後在產能規模上也開始挑戰甚至躋身第二集團。
中國大陸MLCC技術獲突破
大陸電容器產業現已基本實現了MLCC主流產品本地化供應局麵。
在MLCCfazhanjinchengzhong,xutebieqiangtiaodeshiwoguodalukejigongzuozhedelishigongxian。zaierzhanhou,qiansulianyanzhichudeyumeiguoleisideboliyoudianrongqijishuchuanruwoguodalu,xingchengleyidingdeshengchanguimo。weijinyibugaijinxingneng,kuodachanneng,20世紀60年代中國大陸產業界開始嚐試用陶瓷介質進行軋膜成型、印刷疊壓工藝製造獨石結構的瓷介電容器。為適應多層共燒工藝要求,采用傳統陶瓷電容器介質材料於1300℃以上高溫燒結需采用Au-Pd-Pt三元貴金屬電極係統,因成本太高,僅能維持極少量軍品需求。以原電子工業部7所、715廠、華南工學院等單位為龍頭的若幹單位,先後於1967年和1969年完成了900℃左右低溫燒結的2類和1類獨石瓷介電容器的研製。前者以Smolenskii首先提出的Pb(Mg1/3Nb2/3)O3為主晶相。後者包括MgO-Bi2O3-Nb2O5和ZnO-Bi2O3-Nb2O5係,以及高介大溫度係數Pb(Mg1/2W1/2)O3係統。上述係統在我國大陸實現工業化生產達20年。
20世紀80年代以來,我國大陸引進了幹法流延和濕法印刷成膜及相關生產技術,有效地改善了MLC製造工藝水平。在實施國家"863"計劃及其他多項科技攻關過程中,清華大學、西安交通大學、原電子工業部715廠、7所、中科院上海矽酸鹽研究所、肇慶風華電子廠、泉州無線電元件廠等單位繼續努力,全麵改進和提高了低溫燒結MLC材料體係的性能指標,使之邁上了一個新台階。
上世紀80年代以前中國大陸電容器產業的片式化率幾乎為零,僅有極少量多層陶瓷電容器(MLC)的半成品芯片以手工方式貼裝於厚薄膜混合集成電路基板。80年代中期,原電子工業部下屬715廠、798廠以及若幹省市直屬企業先後從美國引進13條MLC生產線,標誌著中國大陸MLC生產核心技術從早期軋膜成型工藝過渡到現代陶瓷介質薄膜流延工藝,在產品小型化和高可靠性方麵取得實質突破,並於1987年成立了以引進生產線為組成單位的MLC行業聯合體。
上世紀90年代前期,上述企業與後續進入的達利凱、特威、靈(ling)通(tong)等(deng)外(wai)資(zi)企(qi)業(ye)相(xiang)互(hu)兼(jian)並(bing)整(zheng)合(he),並(bing)且(qie)出(chu)現(xian)了(le)風(feng)華(hua)集(ji)團(tuan)的(de)脫(tuo)穎(ying)而(er)出(chu)。其(qi)間(jian),由(you)於(yu)三(san)層(ceng)端(duan)電(dian)極(ji)電(dian)鍍(du)工(gong)藝(yi)的(de)突(tu)破(po),實(shi)現(xian)了(le)引(yin)線(xian)式(shi)多(duo)層(ceng)陶(tao)瓷(ci)電(dian)容(rong)器(qi)向(xiang)完(wan)全(quan)表(biao)麵(mian)貼(tie)裝(zhuang)化(hua)的(de)片(pian)式(shi)多(duo)層(ceng)陶(tao)瓷(ci)電(dian)容(rong)器(qi)(MLCC)的過渡。
依托自主研發與技術創新團隊體係,業界新軍——成立於2001年的宇陽科技發展有限公司在極短時間內完成了超薄流延工藝與BME核心技術的研發與產業化,在MLCC微型化、高可靠、低成本製造技術領域迅速占據國內領先地位。其中,其自主研發的0402 BME微型MLCC於2002年10月通過科技成果鑒定,填補國內空白,屬國內首創。2008年,宇陽科技又研發成功0201超微型MLCC並批量上市,再次填補了國內空白,在亞微米材料與薄膜流延加工技術BME微型MLCC材料體係與產品結構設計、還原性氣氛燒結工藝等關鍵技術開發創新取得重大突破。
與此同時,風華、三環等國內傳統大型元器件企業集團也相繼完成BME-MLCC的技術改造和產業化。成為MLCC主流產品本地化製造供應源"三套馬車",與內地企業兼並改製後保留的軍工及非標特殊品種供應點,共同構成了中國大陸MLCC產業界的新格局。
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