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汽車電子化趨勢下,車載MLCC電容發生了哪些變化?

2023-01-17
來源:黃燁鋒
關鍵詞: 汽車電子 MLCC 服務器

消費電子市場式微烘托了其他新的熱點,近一年最受關注的應該就是汽車電子了。市場的變化,也帶動了不少半導體企業中短期內的發展側重點變化。

從去年開始,絕大部分企業和分析機構展望的市場新熱點中通常就一定包含了汽車電子。最近村田制作所(muRata)召開媒體分享會,主要談了自家車載MLCC(Multi-layer Ceramic Capacitors,片式多層陶瓷電容器)產品和解決方案的開發和市場情況。

基于MLCC面向的市場比較廣泛,如村田中國市場統括1部副總裁花田正博在接受采訪時所說,村田的MLCC廣泛應用于手機、汽車、服務器、筆記本和基站中;以及村田在MLCC市場份額較高(根據村田內部資料,其MLCC產品占全球市場份額越40%),從這家公司MLCC產品的市場變化,也能了解現如今的市場熱點變遷,以及車載MLCC作為新熱點正在經歷什么。

 

車載MLCC可能是業績新增長點

按照慣例,首先來看看村田這家公司的業務構成。村田目前最新的財報截止到FY22 Q2(截至2022年9月30日)。公司2022財年半年凈銷售額9202.24億日元,同比增長1.3%。

劃分業務部門,村田主要有Components(元器件)、Devices and Modules(器件與模組)、Others(其他)。本次活動探討的MLCC歸于其中的Components之下的電容器。FY22上半年電容器的營收3965.79億日元——占到村田半年營收的43.1%,相比去年同期增長0.8%——可見從具體產品角度來看,電容器的確是村田最大的營收來源。

村田表示自家提供的電容產品涵蓋了陶瓷電容器、高分子鋁電解電容器、微調電容器、單層微片電容器、可變電容器等;不過財報主要就提到了MLCC,雖然不知MLCC在其中占比幾何,但顯然就是其中大頭了。

村田特別在季報中提到,這半年計算機的MLCC銷量下滑——這和市場大趨勢一致,畢竟PC市場整體都在下行期內;不過Mobility市場有所增長,部分與匯率變化有關——這里的Mobility有一大部分是汽車(Automobility)。

似乎是因為村田的內部業務調整,2022財年銷售額應用類別(Application Category)的劃分維度發生了變化。FY21財報還有專門的汽車電子(Automotive Electronics)應用類別;FY22財報中,部分應用類別結算發生變化。不過原本的汽車電子業務應該是單純更名為了Mobility。該應用類別下,有兩個細分應用,汽車(Automobile)與摩托車(Motor Cycle)。

從應用類別的角度來看,Mobility雖然不是村田最高的營收方向,但FY22上半財年的銷售額同比增長了13%——這在村田近兩年的財務報表上都顯得相當異軍突起。當然這里面的增長并非全部來自MLCC,但很顯然汽車電子在村田的業務版圖里也會成為相當重要的營收增長點。從產品角度出發,電容器作為村田最大的營收來源,汽車電子自然也是MLCC要擴張市場的重點。

汽車電動與電子化大趨勢下,各組成部分需求更多的電子元器件,為市場參與者創造額外價值,是現下的共識。就好像車載MCU供應商總在提燃油車上的MCU數量比未來電動車MCU數量少很多一樣,村田也特別在活動中形容汽車上的MLCC,從其品類來看,甚至可被稱為“MLCC的博物館”。

花田正博說:“對于燃油車而言,其動力系統僅需300-500個MLCC;而對純電動車而言,這個數字則達到2000-2500。此外,混合動力車在動力系統、ADAS系統、安全和信息化等不同功能領域都對MLCC提出了更高的要求。其中,混合動力車在ADAS上會要求3000-5000個MLCC。某個搭載了等級2+自動駕駛功能的電動汽車的高級車型中,MLCC的使用數量已經達到了1萬個以上。”

 

不同類別和趨勢下的不同MLCC

村田援引有關汽車發展趨勢的一個詞是“CASE”,分別代表Connectivity(聯網)、Autonomous(自動化)、Sharing and Service(分享與服務)、Electric(電動化)。之所以說汽車上各種各樣MLCC的存在,是“MLCC的博物館”,不僅是因為汽車上的MLCC用量在增加,還在于CASE幾大趨勢,對于MLCC產品的需求也是有差異的。

村田中國商品市場1部高級經理堤野正視談到了這四要素的詳情。C-聯網方面,如適合5G的MLCC要求達到車載級別:賦予原本智能手機中使用的MLCC以汽車級,“例如,用于天線匹配的高頻MLCC”,“另外,引進5G后如果能實現與ITS等協同的V2X,有可能會出現與動力總成系統聯動的應用,比如在檢測到前方擁堵時能自動踩剎車等。因此需要可靠的MLCC來確保安全。”

而A-自動化,需求在于“面向消耗大電力的自動駕駛系統電源的MLCC”。堤野正視說:“小型、大容量的MLCC,以及可減少控制IC周邊使用的MLCC數量的具有低電感(低ESL*5)特性的MLCC的需求將會增加。”

村田的產品介紹中提到,針對上述C和A,投入了車載等級的小型、大容量、低電感產品——比如小型大容量產品,尺寸1608M(1.6x0.8mm)、容量10μF、耐壓6.3V的產品;以及3216M(3.2x1.6mm)、47μF、4V產品等等。

特別針對A-自動駕駛系統電源控制用IC周邊、可減少使用數量的低ESL產品方面,比如有尺寸1005M(1.0x0.5mm)的1μF、4V及4.3μF、2.5V的產品,還有尺寸1608M、10μF、4V的3端子電容器產品。另外隨自動駕駛技術發展,處理器的處理能力提高,“出現了封裝內安裝電容器的需求”,所以村田投放了嵌入封裝中的薄型(最大厚度0.22mm)低ESL、尺寸0510M(0.5x1.0mm)、1μF、4V的LW逆轉電容器。

S-共享與服務這一趨勢則“有可能使得汽車工作時間大幅延長”。因為在自動駕駛達到L4以后,汽車會作為實現共享和服務的媒介,則“汽車工作時間有可能會延長到最大24小時”。這對MLCC的可靠性也就提出了更高的要求。只不過這個方向暫時還沒有十分具體。

最后是E-電動化,這一點更容易理解。“以提高電動汽車的使用方便性、匹配800V電池為目標。”村田針對這個趨勢做了用于OBC(車載充電器)的MLCC,比如尺寸3216M(3.2x1.6mm)、C0G(穩定的溫度特性)的10nF、630V及1nF、1kV的產品,尺寸3225M(3.2x2.5mm)、C0G的33nF、630V及22nF、1kV的產品,以及尺寸5750M(5.7x5.0mm)、C0G、54nF、1kV帶金屬端子的電容器等。

這些趨勢判斷,和產品與技術的推行,在村田看來是緊跟市場發展趨勢、創新開拓的體現。車載市場CASE大趨勢下,“憑借超薄、超小型、高容量和高可靠性的產品系列,滿足客戶不斷變化的需求”。

車載MLCC,從材料階段就有差異

從目前村田MLCC在高頻應用市場份額,及其財報中應用類別Communication(通信)方向的銷售額推測,移動設備有較大概率是村田MLCC產品銷售額的大頭。而汽車與之相較,在村田內部大概仍是個待開發的新興市場。想必這也是現階段村田市場動作開始推此類產品的原因。

所以在采訪中,村田還是提到車載MLCC將以率先進行小型、大容量化的民用設備的技術為基礎,再著眼于車載需求不斷進步。“我們的目標是對標車載等級,生產與民用設備同尺寸、同容量的產品。”這也是順理成章的。

但類似智能手機用MLCC與車載MLCC還是有較大差異的。汽車級產品必須保證20年以上的使用壽命,“需要更先進的技術和嚴格的生產體系來提高質量。”從產品/工序設計、分析能力、工序管理、人才培養多個角度來看,車載MLCC都有更進一步的要求。無論是開發與生產措施以零缺陷為目標,分析能力的經驗積累與提升,還是根據流程管理程序進行所有的設計和品質等管理,從產品設計和流程設計兩方面來滿足品質與可靠性要求......

如前所述,僅從面向汽車產品的使用需求來看,如自動駕駛的低電壓驅動型高性能處理器需要使用大容量產品,而電動化趨勢相關的電池控制、噪音則對產品提出了高耐壓的要求。

村田針對車載MLCC,目前主要致力于兩項技術的開發。其一,基于汽車內使用環境,實現與用途相符的特性和可靠性為目標的材料設計技術。針對這一點,村田“從材料到設備,實施一條龍生產。我們充分運用這一優勢,從制作陶瓷粉的階段就開始融入車載品質”。具體如上圖所示,“我們正努力實現形成陶瓷和電極的材料的超微粒子化和材料偏差與分散方向的均一化。

其二,為了滿足車載品質要求,抑制不均衡的陶瓷加工成型技術。“在推進電極和介電體薄層化的同時,致力于實現大容量化和高耐壓的漿料片材的成型、層疊、燒制工藝等技術開發。這是在與材料開發進行磨合的過程中,尋找到的最適合的工序,同時,也是村田特有的生產體制。即在開發階段就將品質納入要求,保證車載品質的同時擴大產品范圍,提高村田MLCC的競爭力。

在村田看來,“未來車載MLCC產品的需求會繼續增長。”花田正博說,“但也會根據市場變化而變化。”“今后,我們將構建根據市場需求提供穩定共用的體制,并根據車載供應鏈的變化預測需求、規劃開發技術和產品,以此來實現新的增長。”

具體包括向市場投入更多創新產品,根據市場趨勢與技術預測來“暢想未來、推動產品開發”,以及前文就提到的“利用一條龍生產優勢,從材料開始融入車載品質”——這是在村田看來MLCC產品實現營收持續穩定增長的關鍵。

最后值得一提的是,村田認為中國汽車市場的CASE潮流現如今非常顯著,而且正處于“百年一遇的變革期”,“我們也看到了由此帶來的機會。”從1973年,村田在中國香港成立銷售公司到如今,恰好是村田在中國發展的第50個年頭。期間村田在北京、無錫、上海、深圳等地都有生產、銷售,以及研發部署。

從村田FY22 Q2季報來看,上半財年其大中華區的銷售額占到總銷售額的52%,毫無疑問成為村田最大的市場。預計在原本COVID-19封控策略放開之后,村田的這一市場可能會迎來一波快速上漲。加上村田認知中汽車CASE大趨勢,Q4財季及其新財年的業績表現,可能是值得期待的。



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