片式元件市场与技术状况
通过技术创新降低成本
降低电极成本
传统MLCC关键的内电极材料为钯和银,其市场价格很高,其成本占整个MLCC成本的50%以上.在MLCC毛利率不断下滑的情况下,各厂商纷纷致力于开发BME制程技术,力求以铜、镍等贱金属来取代银和钯,从而将单位产品成本降低20%以上.2001年~2006年,BME制程技术将成为未来全球MLCC厂商提升市场竞争力的关键.
在BME技术上,日系厂商走在全球前面,他们早在10多年前就已经开始研发.近年来,我国风华集团及台湾地区的主要MLCC厂商也不甘示弱,相继开发出成功的BME产品.BME产品的市场比重正在逐年上升,2000年以BME制程生产的MLCC比例为53%,首次超过了以贵金属生产的MLCC,2003年BME产品的市场比例达到55%~60%.
降低介质厚度
降低介质厚度是降低成本的另一重要因素.在薄质大容量MLCC制造领域,日系生产商中以太阳诱电(TAIYOYUDEN)公司最为著名.目前,世界上主要MLCC生产商都在日本,如TDK、村田(Murata)、太阳诱电、京瓷(Kyocera)等公司.日本MLCC的关键技术都处于保密状态之中.美国的几家电容器企业,包括AVX、KEMET、VISHY等,在薄介质、高层数方面虽然比日本慢3年~5年,但亦已经做到500层以上,介质膜厚8μm.
从技术的角度来看,薄质大容量MLCC一般需要有薄的介质层和更高的层数.当前世界最高水平的全自动大生产是在日本的TDK,它的全自动大生产化操作的介质厚度可达4μm,而实验室可做出2μm以下介质层厚度以及容量100μF以上的MLCC.据报道,目前在日本,500层的MLCC已正常生产,800层技术已成熟,最高层数(实验室内)已达1000层之多,相应的电极层厚度趋于1μm以下,介质厚度逼近1μm.介质膜厚度进一步减至3μm~5μm时,相应的电子陶瓷材料粒度亦下降至0.1μm~0.2μm,而且对粉体的形貌要求越来越高.由于电子陶瓷原材料在薄质大容量MLCC工艺技术中至关重要,日本厂家都是自产自用.
风华集团代表了国内MLCC制作的最高水平,在相关生产技术方面,主要是薄膜成型及气氛保护烧成、烧端技术已经基本成熟.针对介质薄膜流延,风华集团开发了自主产权的粘合剂系统,在与之配套的电子陶瓷材料方面,目前风华集团也处于国内领先位置,并掌握了材料的核心关键技术,成膜技术达到3μm,丝印叠层技术达到500层.
提早应对无铅化潮流
无铅是上世纪90年代末期发自日本的信息,现在有25个欧洲联盟成员国已经在执行禁止在电子器件中使用铅的法律.欧盟的无铅法律将影响全球的电子产业,一来是由于供应链的全球化,再者它已经不仅仅是市场要求,而且是国际趋势.保护环境已成为21世纪各个国家不可回避的问题,电子制造无铅化已势在必行.中国自加入WTO后,全方位的与国际接轨已经成为产业发展的必经之路,关注生存环境和经济的可持续性发展已经摆上了重要议事日程.
为了实现无铅化,人们对倒装芯片封装、晶圆级封装、SMT和波峰焊进行广泛的材料研究和工艺评价.现在,关于无铅工艺的研究在工艺上已趋于成熟,因此对产品不会造成太大影响,无铅焊料基本上也能够得到供应商的支持.当然,替换方案并非完全理想,虽没有类似于铅的毒性威胁,但是对环境有其他负面影响,例如,高熔点意味着高能耗.另外,如果用含银的材料来替代铅锡焊料,会产生另一个负面的对生态环境的影响,那就是需要大量开采和加工贵重的金属矿石.
对制造商而言,最大的顾虑还是成本.现在的电子产品中,铅含量在1%~2%左右,如果通过改变工艺把铅含量降低,除了焊料本身的成本之外,由于需要元器件、连接器等承受更高的焊接温度,改用不同材料后,会使成本提高,水电等能源消耗也将增大.
目前,与国外相比,国内电子产品的加工制造工艺还很落后,中小型企业短时间内还无法达到有关要求,因此,实施无铅化可能会使很多小企业陷入困境,无铅化的过程可能是元件行业的一个研发、资金实力比拼的过程.现在,国内拥有欧洲市场份额的部分较大型企业如风华集团,已经开始自觉地实施产品的全部无铅化,并开始控制其他有毒元素如镉等的含量.
技术趋势
电子设备轻、薄、短、小的发展趋势要求片式电子元件进一步小型化,而且高可靠、高精度、高集成、高频率、智能化、低功耗、大容量、低成本依然是元件技术研究的主要目标.为适应SMT技术需求,MLCC大量取代了有机电容器和云母电容器,并开始部分取代钽电解和铝电解电容器.
在材料方面,贱金属电极材料(BME)体系技术,结合超薄介质超高层数工艺技术,有效地降低了材料成本和扩展了容值范围,使得大容量MLCC(X7R,Y5V)逐步取代钽、铝电解电容器,用于去耦、滤波、时间常数设定.同时,传统低成本Y5V/Z5U的MLCC逐渐退出高端应用领域,高性价比X7R/X5R在高性能产品中的用量持续上升,并趋向于主导整个MLCC市场.
而美系厂商却走非BME路线,研发超低烧技术,降低电极中钯含量,以柔性、小批量、定制、高附加值为核心竞争力的美系厂商也找到生存机会.2003年,钯银产品仍有一定市场,份额达到40%~45%.我国的风华集团既大规模生产BME产品,同时也与美国的JOHANSON公司联合研发超低烧钯银产品,在技术支持上努力与国际同行保持同步发展水平.
市场形势
整体而言,今年由于全球经济持续增长,加上MP3 Player、PSP(掌上型游戏机)及GPS(全球卫星定位系统)、智能型手机等消费性电子产品狂销热卖,均有助于全球片式元件市场需求持续走高,配合产业景气约5年循环一次的趋势,预估片式元件产业可望在2005年呈现缓步的回暖.根据工研院ITIS的研究显示,预估2005年全球片式元件市场可较2004年成长8%,不过价格则将持续下滑约一成左右.
片式元件企业概况
村田:中国业务表现优异
村田制造所是世界第一大MLCC厂家,占有绝对的龙头地位,自从MLCC出现以来,村田就一直保持世界第一的地位,全球市场占有率从未低于20%.而在高端市场,村田的占有率更高,如0402、100微法的大容量MLCC的市场占有率在40%左右.村田还是诺基亚的一级供应商.
目前,北京村田已是国内知名的片式多层陶瓷电容器生产企业,创造了国内市场占有率第一———占有国内市场近50%市场份额的优良成绩.北京村田电子有限公司(简称BME)是由日本(株)村田制作所与北京国营第798厂合资兴办的大型合资企业,成立于1994年7月.1997年1月进入天竺空港工业区,注册资金3500万美元,总投资额5000万美元.设计产能为3~3.5亿只/月.
TDK:磁性材料业霸主
TDK产品分布于磁性材料、电子部品、记录部品、记录媒体及半导体等领域,并以高质量著称于世,目前磁铁心及录音(影)带、光碟材料相关产品居世界第一,各类被动组件产品亦居世界第三位,为世界性知名企业.
1995年厦门市与香港TDK共同成立厦门TDK有限公司,目前已拥1万余名员工,是我国大陆最重要的电子信息元件供应商之一.
京瓷:精密陶瓷起家
京瓷株式会社是世界500大企业之一,京瓷公司的大多数产品与电信有关,包括无线手机和网络设备、半导体元件、射频和微波产品套装、无源电子元件、水晶振荡器和连接器以及使用在光电通讯网络中的光电产品等.京瓷最擅长的还是电子元件的生产,京瓷以精密陶瓷起家,是在世界范围内领先的电容器供应商,提供不断向小型化、大容量化等方向发展的多层陶瓷电容器(MLCC)和钽电容器以及高频用薄膜型、低电感型等各类电容器产品.
上海京瓷电子有限公司是上海仪电控股集团与日本京瓷株式会社兴办的合资企业,位于上海浦东金桥出口加工区,1997年总投产,生产片式多层陶瓷电容器和片式电阻器.上海京瓷生产MLCC之外还生产片式电阻,后来为了增加主营业务的竞争力于1998年10月停止片式电阻生产.
太阳诱电:大容量MLCC领头羊
太阳诱电是日本第四大MLCC厂,1999年进入MLCC领域,是最新进入MLCC领域的厂家,全球市场占有率大约为10.7%.不过,该公司在大于1微法容量的MLCC市场上拥有霸主地位,全球占有率高达37%.太阳诱电在日本、马来西亚、美国都有生产基地.在中国广东东莞也有一个大型的生产基地.
东莞太阳诱电有限公司是日本太阳诱电株式会社在东莞市石蝎镇投资的高科技独资企业,也是该株式会社在中国大陆投资的最早的一家企业,主要生产陶瓷电容器、圆柱形电阻器、压敏变阻器、电感器等电子产品.
国巨:片式电阻器傲视群雄
台湾国巨集团创立于1977年,是我国台湾第一大被动元件制造企业,除了在片式电阻器领域雄踞全球市场头把交椅之外,国巨公司也是全球第二大磁性材料(Magnetics)供应商和前三大多层陶瓷电容器制造商.
国巨集团是世界三家能够同时提供MLCC、片式电感、片式电阻、传统电阻、电解电容、磁性材料的大型公司之一.
2006年一季度,国巨片式电阻器(Chip-R)月产245亿颗高居世界第一,约占世界市场三分之一强.2005年国巨磁性材料(Ferrites)以13000吨紧追日本TDK之后,名列世界第二.