《電子技術(shù)應(yīng)用》
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汽車電子化趨勢下,車載MLCC電容發(fā)生了哪些變化?

2023-01-17
來源:黃燁鋒
關(guān)鍵詞: 汽車電子 MLCC 服務(wù)器

消費電子市場式微烘托了其他新的熱點,近一年最受關(guān)注的應(yīng)該就是汽車電子了。市場的變化,也帶動了不少半導(dǎo)體企業(yè)中短期內(nèi)的發(fā)展側(cè)重點變化。

從去年開始,絕大部分企業(yè)和分析機構(gòu)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(chǎn)品和解決方案的開發(fā)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(tǒng)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(yīng)用于手機、汽車、服務(wù)器、筆記本和基站中;以及村田在MLCC市場份額較高(根據(jù)村田內(nèi)部資料,其MLCC產(chǎn)品占全球市場份額越40%),從這家公司MLCC產(chǎn)品的市場變化,也能了解現(xiàn)如今的市場熱點變遷,以及車載MLCC作為新熱點正在經(jīng)歷什么。

 

車載MLCC可能是業(yè)績新增長點

按照慣例,首先來看看村田這家公司的業(yè)務(wù)構(gòu)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(yè)務(wù)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(chǎn)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(chǎn)品涵蓋了陶瓷電容器、高分子鋁電解電容器、微調(diào)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(nèi);不過Mobility市場有所增長,部分與匯率變化有關(guān)——這里的Mobility有一大部分是汽車(Automobility)。

似乎是因為村田的內(nèi)部業(yè)務(wù)調(diào)整,2022財年銷售額應(yīng)用類別(Application Category)的劃分維度發(fā)生了變化。FY21財報還有專門的汽車電子(Automotive Electronics)應(yīng)用類別;FY22財報中,部分應(yīng)用類別結(jié)算發(fā)生變化。不過原本的汽車電子業(yè)務(wù)應(yīng)該是單純更名為了Mobility。該應(yīng)用類別下,有兩個細分應(yīng)用,汽車(Automobile)與摩托車(Motor Cycle)。

從應(yīng)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(wù)報表上都顯得相當(dāng)異軍突起。當(dāng)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(yè)務(wù)版圖里也會成為相當(dāng)重要的營收增長點。從產(chǎn)品角度出發(fā),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(chuàng)造額外價值,是現(xiàn)下的共識。就好像車載MCU供應(yīng)商總在提燃油車上的MCU數(shù)量比未來電動車MCU數(shù)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(tǒng)僅需300-500個MLCC;而對純電動車而言,這個數(shù)字則達到2000-2500。此外,混合動力車在動力系統(tǒng)、ADAS系統(tǒng)、安全和信息化等不同功能領(lǐng)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(shù)量已經(jīng)達到了1萬個以上?!?/p>

 

不同類別和趨勢下的不同MLCC

村田援引有關(guān)汽車發(fā)展趨勢的一個詞是“CASE”,分別代表Connectivity(聯(lián)網(wǎng))、Autonomous(自動化)、Sharing and Service(分享與服務(wù))、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(chǎn)品的需求也是有差異的。

村田中國商品市場1部高級經(jīng)理堤野正視談到了這四要素的詳情。C-聯(lián)網(wǎng)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(xiàn)與ITS等協(xié)同的V2X,有可能會出現(xiàn)與動力總成系統(tǒng)聯(lián)動的應(yīng)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?!?/p>

而A-自動化,需求在于“面向消耗大電力的自動駕駛系統(tǒng)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(shù)量的具有低電感(低ESL*5)特性的MLCC的需求將會增加?!?/p>

村田的產(chǎn)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(chǎn)品——比如小型大容量產(chǎn)品,尺寸1608M(1.6x0.8mm)、容量10μF、耐壓6.3V的產(chǎn)品;以及3216M(3.2x1.6mm)、47μF、4V產(chǎn)品等等。

特別針對A-自動駕駛系統(tǒng)電源控制用IC周邊、可減少使用數(shù)量的低ESL產(chǎn)品方面,比如有尺寸1005M(1.0x0.5mm)的1μF、4V及4.3μF、2.5V的產(chǎn)品,還有尺寸1608M、10μF、4V的3端子電容器產(chǎn)品。另外隨自動駕駛技術(shù)發(fā)展,處理器的處理能力提高,“出現(xiàn)了封裝內(nèi)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(zhuǎn)電容器。

S-共享與服務(wù)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(xiàn)共享和服務(wù)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?!耙蕴岣唠妱悠嚨氖褂梅奖阈?、匹配800V電池為目標(biāo)?!贝逄镝槍@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(wěn)定的溫度特性)的10nF、630V及1nF、1kV的產(chǎn)品,尺寸3225M(3.2x2.5mm)、C0G的33nF、630V及22nF、1kV的產(chǎn)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(chǎn)品與技術(shù)的推行,在村田看來是緊跟市場發(fā)展趨勢、創(chuàng)新開拓的體現(xiàn)。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(chǎn)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(yīng)用市場份額,及其財報中應(yīng)用類別Communication(通信)方向的銷售額推測,移動設(shè)備有較大概率是村田MLCC產(chǎn)品銷售額的大頭。而汽車與之相較,在村田內(nèi)部大概仍是個待開發(fā)的新興市場。想必這也是現(xiàn)階段村田市場動作開始推此類產(chǎn)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(shè)備的技術(shù)為基礎(chǔ),再著眼于車載需求不斷進步?!拔覀兊哪繕?biāo)是對標(biāo)車載等級,生產(chǎn)與民用設(shè)備同尺寸、同容量的產(chǎn)品?!边@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(chǎn)品必須保證20年以上的使用壽命,“需要更先進的技術(shù)和嚴格的生產(chǎn)體系來提高質(zhì)量?!睆漠a(chǎn)品/工序設(shè)計、分析能力、工序管理、人才培養(yǎng)多個角度來看,車載MLCC都有更進一步的要求。無論是開發(fā)與生產(chǎn)措施以零缺陷為目標(biāo),分析能力的經(jīng)驗積累與提升,還是根據(jù)流程管理程序進行所有的設(shè)計和品質(zhì)等管理,從產(chǎn)品設(shè)計和流程設(shè)計兩方面來滿足品質(zhì)與可靠性要求......

如前所述,僅從面向汽車產(chǎn)品的使用需求來看,如自動駕駛的低電壓驅(qū)動型高性能處理器需要使用大容量產(chǎn)品,而電動化趨勢相關(guān)的電池控制、噪音則對產(chǎn)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(shù)的開發(fā)。其一,基于汽車內(nèi)使用環(huán)境,實現(xiàn)與用途相符的特性和可靠性為目標(biāo)的材料設(shè)計技術(shù)。針對這一點,村田“從材料到設(shè)備,實施一條龍生產(chǎn)。我們充分運用這一優(yōu)勢,從制作陶瓷粉的階段就開始融入車載品質(zhì)”。具體如上圖所示,“我們正努力實現(xiàn)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(zhì)要求,抑制不均衡的陶瓷加工成型技術(shù)?!霸谕七M電極和介電體薄層化的同時,致力于實現(xiàn)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(shù)開發(fā)。這是在與材料開發(fā)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(chǎn)體制。即在開發(fā)階段就將品質(zhì)納入要求,保證車載品質(zhì)的同時擴大產(chǎn)品范圍,提高村田MLCC的競爭力。

在村田看來,“未來車載MLCC產(chǎn)品的需求會繼續(xù)增長?!被ㄌ镎┱f,“但也會根據(jù)市場變化而變化?!薄敖窈?,我們將構(gòu)建根據(jù)市場需求提供穩(wěn)定共用的體制,并根據(jù)車載供應(yīng)鏈的變化預(yù)測需求、規(guī)劃開發(fā)技術(shù)和產(chǎn)品,以此來實現(xiàn)新的增長?!?/p>

具體包括向市場投入更多創(chuàng)新產(chǎn)品,根據(jù)市場趨勢與技術(shù)預(yù)測來“暢想未來、推動產(chǎn)品開發(fā)”,以及前文就提到的“利用一條龍生產(chǎn)優(yōu)勢,從材料開始融入車載品質(zhì)”——這是在村田看來MLCC產(chǎn)品實現(xiàn)營收持續(xù)穩(wěn)定增長的關(guān)鍵。

最后值得一提的是,村田認為中國汽車市場的CASE潮流現(xiàn)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?!睆?973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(fā)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(chǎn)、銷售,以及研發(fā)部署。

從村田FY22 Q2季報來看,上半財年其大中華區(qū)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(yù)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(yè)績表現(xiàn),可能是值得期待的。



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