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    • 日本與MLCC
    • 01、日本被動元器件的崛起
    • 02、被動元器件“吃老本”
    • 03、三大技術(shù)壁壘
    • 韓國與中國臺灣地區(qū)MLCC的發(fā)展
    • 不止MLCC
    • 大陸MLCC企業(yè)的發(fā)展
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日本壟斷高端MLCC的秘密,其實是在“吃老本”

2021/07/13
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作為電子整機(jī)最重要的貼片元器件之一,MLCC的命運(yùn)和智能馬桶蓋有些類似——美國發(fā)明(改良),日本發(fā)揚(yáng)光大,中國市場需求大。

日本與MLCC

MLCC的發(fā)展就是一個體積不斷變小,容量不斷變大的過程。

它的最初版本是意大利人L.隆巴迪發(fā)明的,不過當(dāng)時不叫MLCC,只是單純的陶瓷電容(MLCC中的ML是Multi-layer的縮寫,意為多層)。后經(jīng)過美國人的改良,將鈦酸鹽引入作為原材料,并應(yīng)用在對體積和精度要求較高的軍事電子設(shè)備中,才有了MLCC的雛形。

進(jìn)入上個世紀(jì)70年代,隨著計算機(jī)、便攜式電子設(shè)備的迅速發(fā)展,MLCC成為電子設(shè)備中不可缺少的零部件。不過,在這場浪潮中,吃到紅利的不是美國,而是日本。

01、日本被動元器件的崛起

日本MLCC的崛起,和戰(zhàn)后日本消費(fèi)電子產(chǎn)業(yè)以及汽車產(chǎn)業(yè)的崛起成正相關(guān)。

村田官網(wǎng)

戰(zhàn)后的日本百業(yè)凋敝,但由于美國的技術(shù)轉(zhuǎn)移,以及后來美國再次在亞洲攪入戰(zhàn)局,導(dǎo)致日本成為美國的后期補(bǔ)給基地,直接促成了日本的電子產(chǎn)業(yè)和汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

依靠著技術(shù)轉(zhuǎn)移以及廉價勞動力,70年代開始,日本電子產(chǎn)業(yè)進(jìn)入了黃金時代。

在15年時間里,日本電子產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值增加了5倍,內(nèi)需增加了3倍,出口增加了11倍。索尼、東芝、NEC等企業(yè)快速崛起。電子產(chǎn)業(yè)與汽車產(chǎn)業(yè)的繁榮也帶動了被動元器件的增長,以及村田、TDK、太陽誘電等MLCC企業(yè)成長。

雖然后來到了90年代,日本的電子產(chǎn)業(yè)逐漸被韓國、中國臺灣地區(qū)所替代。但日本電子元器件廠商憑借其深厚的技術(shù)壁壘,借智能手機(jī)之東風(fēng)迅速成長,形成了京瓷、TDK、村田制作所、日本電產(chǎn)、日東電工、阿爾卑斯電器、羅姆這七大產(chǎn)業(yè)巨頭。

日本元器件企業(yè)以其深厚的技術(shù)優(yōu)勢,在高端產(chǎn)品上占據(jù)著統(tǒng)治地位。

比如村田的陶瓷電容,規(guī)格齊全,可以全系列和客戶配套,且品質(zhì)優(yōu)異,所以得到很多大客戶的認(rèn)可;太陽誘電集中研發(fā)和生產(chǎn)高容量等高端規(guī)格,其高容量電容質(zhì)量穩(wěn)定,價格較便宜,得到很多整機(jī)廠家的青睞;TDK則主攻小尺寸大容量和大尺寸高容量規(guī)格的MLCC。

以上三家的地位不易撼動,并且由于占據(jù)高端市場,其議價能力也強(qiáng)。反倒是低端的MLCC市場,由于民用整機(jī)之間競爭激烈,客戶大多面臨著較大的價格壓力。所以他們除了要求供應(yīng)商質(zhì)量穩(wěn)定、供貨能力充足,還會不斷要求供應(yīng)商降低供貨價格。在這次MLCC產(chǎn)能吃緊之前的幾年,MLCC的價格每年都會降低1%到2%。

02、被動元器件“吃老本”

MLCC是一個很吃經(jīng)驗的產(chǎn)業(yè),尤其是高端MLCC。

在如今的日本MLCC企業(yè)中,TDK成立于1935年,村田成立于1944年,太陽誘電成立于1950年,這三家企業(yè)的平均歷史距今已有78年,所以它們從MLCC產(chǎn)業(yè)剛處于萌芽期就已經(jīng)進(jìn)入。經(jīng)過幾十年的發(fā)展,日本企業(yè)積累了很強(qiáng)的研發(fā)技術(shù)和豐富的生產(chǎn)經(jīng)驗,這是后來者短時間難以企及的。

另一方面,也和日本所謂的工匠精神有關(guān)。

凡事都有兩面性。

工匠精神有時候意味著刻板,意味著守舊。所以工匠精神在高速變化的產(chǎn)業(yè)中可能跟不上時代,比如日本在數(shù)字芯片上的發(fā)展緩慢。但另一方面,工匠精神也代表著孜孜不倦的技術(shù)追求,幾十年如一日的打磨一款產(chǎn)品,這種工匠精神,在變化緩慢的產(chǎn)業(yè)中,發(fā)揮著巨大作用(做壽司除外)。

回顧日本的優(yōu)勢產(chǎn)業(yè),光刻膠硅片這些產(chǎn)業(yè)都比較穩(wěn)定,變化緩慢,更適合長時間的打磨。被動元器件也是一樣,比如MLCC,其從誕生之初到如今,最大的變化就是體積越來越小,容量越來越大,在功能上幾乎沒有變化。這就給了日本企業(yè)足夠的時間去積累技術(shù)和生產(chǎn)經(jīng)驗,而這些經(jīng)驗是其強(qiáng)大的護(hù)城河。

03、三大技術(shù)壁壘

材料壁壘

稻盛和夫曾說:“先進(jìn)材料將會對現(xiàn)有工業(yè)技術(shù)帶來未來的突破。”

工匠精神是日本企業(yè)的信念,而具體落到實地,日本之所以能夠統(tǒng)治被動元器件產(chǎn)業(yè),一個很重要的原因在于對材料的把控。

MLCC的原材料主要包括MLCC粉體材料和金屬電極。MLCC的粉體材料包括碳酸鋇、氧化鈦、鈦酸鎂等材料,而這些材料基本上都被日商所壟斷。

根據(jù)《全球石油和化工經(jīng)濟(jì)分析》數(shù)據(jù),65%的電子陶瓷粉體市場份額被日本生產(chǎn)商占據(jù),其中日本堺化學(xué)占比27%,是全球最大的陶瓷粉體生產(chǎn)商;美國Ferro緊隨其后,全球市場份額為19%。

村田、TDK、太陽誘電所用的陶瓷粉可實現(xiàn)自研自用,作為產(chǎn)品核心技術(shù),他們的技術(shù)處于高度保密,研制的原材料不對外銷售。

TDK官網(wǎng)

而在金屬電極方面,原先全球采用貴金屬鈀銀電極,后來日本廠家率先采用賤金屬鎳電極,使MLCC電極材料的成本下降許多。

日本在材料技術(shù)上獨步天下,韓國、中國臺灣地區(qū)廠商也是巧婦難為無米之炊,只能望洋興嘆。

工藝壁壘

除了材料之外,日商們幾十年積累下來的工藝壁壘也是后來者短期內(nèi)無法超越的。

MLCC的核心工藝主要包括材料制造工藝、疊層印刷技術(shù)和共燒技術(shù)。

撇去材料技術(shù)暫且不談。在疊層印刷技術(shù)上,日本廠商普遍能夠做到在1μm的薄膜介質(zhì)上疊1000層以上,生產(chǎn)出介質(zhì)厚度1μm的100μF MLCC,而大陸廠商只能做到疊300~500層。

在共燒技術(shù)上,日本在MLCC燒結(jié)專用設(shè)備技術(shù)上處于領(lǐng)先地位,不僅有各式氮氣氛窯爐,而且在設(shè)備自動化、精度方面也有明顯優(yōu)勢。

國巨官網(wǎng)

細(xì)微的工藝差異也許會導(dǎo)致巨大的產(chǎn)品性能差異,想要抹平這些工藝差異,時間是第一要素。

設(shè)備壁壘

工欲善其事必先利其器。沒有飛船,月球永遠(yuǎn)只能是美麗的傳說。

日本的MLCC產(chǎn)業(yè),不僅材料出眾,其生產(chǎn)設(shè)備也十分出眾。MLCC的制造需要堆疊機(jī)、印刷機(jī)、切片機(jī)和端銀機(jī)等設(shè)備,而先進(jìn)的設(shè)備總是被日本為首的廠商所壟斷。

以流延機(jī)為例。流延機(jī)是MLCC產(chǎn)業(yè)中投資最大,技術(shù)難度最高的設(shè)備。

標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)備并不能直接滿足企業(yè)的生產(chǎn)需求,MLCC企業(yè)還需要根據(jù)自身對材料特性和制造工藝的理解,對標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)備再次進(jìn)行改造。這些都是需要長時間經(jīng)驗與技術(shù)的積累,才可以達(dá)成好的效果。

所謂的技術(shù)壁壘,某種程度上也是時間的壁壘,試錯需要時間,打磨需要時間。在一個發(fā)展緩慢的產(chǎn)業(yè)中,高端制造靠的是研發(fā),但更需要的是數(shù)十年如一日的研發(fā)。

韓國與中國臺灣地區(qū)MLCC的發(fā)展

日本的MLCC產(chǎn)業(yè)屬于全球頂尖,但其它國家和地區(qū)也不是沒有機(jī)會。

上文提到,日本電子產(chǎn)業(yè)鏈外遷,導(dǎo)致中低端產(chǎn)品流出到亞洲其它地方,韓國和中國臺灣地區(qū)就承接了中低端MLCC產(chǎn)業(yè)。

韓國MLCC能發(fā)展,主要得益于韓國的國寶級企業(yè)——三星。

三星不僅僅是頂尖的半導(dǎo)體企業(yè),還是頂尖的消費(fèi)電子企業(yè),不僅手機(jī)業(yè)務(wù)在全球排名前三,家電業(yè)務(wù)也風(fēng)生水起。所以龐大的消費(fèi)電子反哺了三星的半導(dǎo)體和被動元器件產(chǎn)業(yè)。

目前三星旗下的三星電機(jī),在MLCC產(chǎn)業(yè)中僅次于日本,并且近幾年時間,三星在不斷擴(kuò)充自己的產(chǎn)能,包括用明修棧道暗度陳倉的方式,搶下更多的市場份額。

而中國臺灣地區(qū)的MLCC能夠發(fā)展起來,主要因為其和日本企業(yè)在MLCC領(lǐng)域進(jìn)行不同產(chǎn)品系列的優(yōu)勢互補(bǔ)。

臺系廠家國巨和華新科主供高端消費(fèi)類小尺寸規(guī)格,如智能手機(jī)和平板產(chǎn)品所用的0402的規(guī)格,并且價格比日系廠家便宜。

由于0603以上尺寸小容量規(guī)格利潤逐漸變薄,日系廠商紛紛放棄這塊市場,但臺系廠商由于其嚴(yán)格且豐富的生產(chǎn)管理經(jīng)驗,把產(chǎn)品成本控制得比較好,互補(bǔ)了這塊市場。

近幾年,以國巨為首的臺系廠商不斷增加在大陸的代理商數(shù)量,通過渠道的滲透擴(kuò)張,把產(chǎn)品通過代理商涉及到整機(jī)廠商中,不斷蠶食日系廠商的中低端產(chǎn)品市場。

在研發(fā)技術(shù)方面,臺系廠商力求通過收購提高技術(shù)水平,如國巨購買了飛利浦的陶瓷電容部門,制程能力已逐步追上日系業(yè)者,在2019年國巨還收購了基美,擴(kuò)大其在高端市場的布局。同時,臺系企業(yè)不斷地把產(chǎn)業(yè)鏈搬遷到大陸,以降低制造成本。

不止MLCC

被動元器件不僅包括電容,還有電阻、電感,以及被動射頻芯片。而這些領(lǐng)域幾乎上演著與MLCC產(chǎn)業(yè)一樣的故事。

在射頻芯片領(lǐng)域,日本的村田、美國的博通、Skyworks、Qorvo以及高通壟斷了絕大多數(shù)市場。在電感方面以疊層式片式電感器為主,該市場被日本廠商壟斷。在片式電阻上,美日企業(yè)技術(shù)領(lǐng)先,臺廠規(guī)模優(yōu)勢明顯,大陸廠商市場份額較小,并且日本是目前全球唯一實現(xiàn)01005規(guī)格片阻產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的國家。

技術(shù)壁壘高,產(chǎn)品升級迭代緩慢,需要長期的技術(shù)和經(jīng)驗的積累,是幾乎整個被動元器件領(lǐng)域的共性。并且有些產(chǎn)品認(rèn)證周期還很長,因此客戶輕易不會更換供應(yīng)商。技術(shù)與市場雙重壁壘,導(dǎo)致后入場者想要突破十分困難。

大陸MLCC企業(yè)的發(fā)展

與其他地區(qū)相比,中國大陸的MLCC產(chǎn)業(yè)鏈還很薄弱,目前薄介質(zhì)、大容量MLCC關(guān)鍵材料需要依靠進(jìn)口,國際同行對大陸企業(yè)實行技術(shù)封鎖。

目前大陸的MLCC企業(yè)有風(fēng)華高科、三環(huán)集團(tuán)、宇陽科技、火炬電子、鴻遠(yuǎn)電子等。其中風(fēng)華高科是大陸MLCC龍頭,深耕產(chǎn)業(yè)三十年,技術(shù)能力同臺系企業(yè)相差無幾;三環(huán)集團(tuán)具有中大尺寸、中高壓、特殊品多品類MLCC的量產(chǎn)能力;火炬電子是軍工MLCC龍頭;鴻遠(yuǎn)電子則定位高端軍用MLCC領(lǐng)域,在航空航天等領(lǐng)域積累了豐富的經(jīng)驗。

國瓷材料:鈦酸鋇

在材料方面,國瓷材料是繼日本堺化學(xué)之后,全球第二家成功運(yùn)用水熱工藝批量生產(chǎn)高純度、納米級鈦酸鋇粉體的廠家,填補(bǔ)了國內(nèi)MLCC電子陶瓷材料行業(yè)的空白。國瓷材料也是目前市場上唯一一家能夠供應(yīng)全系列規(guī)格尺寸的MLCC粉體材料的廠商,主要客戶有三星、國巨、三環(huán)、宇陽等MLCC企業(yè)。

總結(jié)

正視差距才能抹平差距,雖然國產(chǎn)MLCC企業(yè)在不斷進(jìn)步,但某一細(xì)分領(lǐng)域的進(jìn)步從來靠的都不是某一環(huán)節(jié)的突破,而是要整個產(chǎn)業(yè)鏈共同實現(xiàn)突破。就如同國產(chǎn)數(shù)字芯片一樣,設(shè)計能力強(qiáng),但也需要制造能力跟得上。

類推到被動元器件產(chǎn)業(yè)。正視差距,從材料到工藝不斷的革新,不斷的突破才能實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈的起飛。當(dāng)然這需要時間。積跬步才能至千里,日本企業(yè)是這么一步步發(fā)展起來的,國產(chǎn)企業(yè)自然也需要經(jīng)過時間的洗禮。

好在我們有全球最大的市場,未來隨著5G的普及,新能源汽車的不斷發(fā)展,以MLCC為代表的被動元器件產(chǎn)業(yè)肯定也會需求大增,這給予國產(chǎn)企業(yè)更多的試錯空間和更大的成長機(jī)會。未來可期。

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DRAMeXchange(全球半導(dǎo)體觀察)官方訂閱號,專注于半導(dǎo)體晶圓代工、IC設(shè)計、IC封測、DRAM、NAND Flash、SSD、移動裝置、PC相關(guān)零組件等產(chǎn)業(yè),致力于提供半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)資訊、行情報價、市場趨勢、產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)、研究報告等。