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MLCC厂商转型求发展

有媒体披露,2017首季全球片式多层陶瓷电容器(MLCC)供应火爆,目前部分厂商交期已延长2-4周,供需缺口达5%,全球MLCC已进入实质性的缺货阶段。经多方面了解,出现缺货的原因有几点,一是TDK退出一般型MLCC市场,二是三星加强品质管控交期延长,三是iPhone 8提前备货,四是MLCC厂商逐渐将产能由一般型市场转移至车用市场,而最后这一原因更为突出。

消费市场利润下滑 车用前景巨大吸引厂商转型

2016年,TDK等少数MLCC厂商放弃了智能手机、平板电脑、PC等消费类市场而将业务重心朝汽车拓展,放弃耕耘已久的消费市场需要明确的市场判断力和勇气,这反向说明汽车正在成为MLCC下一个业务增长的重心领域。

广东风华高新科技股份有限公司电容事业部总经理唐浩

广东风华高新科技股份有限公司(以下简称“风华高科”)电容事业部总经理唐浩分析了以TDK为代表的MLCC厂商重攻车用市场的三方面原因:

一是车用MLCC产品的高利润。目前MLCC产品的应用市场,一般我们将其分为消费类、汽车及工业级、军工级三大市场。随着现代科技的不断进步,电子信息的发展以及消费型电子产品的普及,使MLCC行业得到了空前的发展,但与此同时,该行业整体售价均以每年5%-8%的速度下降,其产品的毛利率已处于较低的水平,压缩成本和寻觅新方向迫在眉睫。而相对于消费类市场,汽车及工业级行业利润率较高。因此,不少MLCC厂商已开始将汽车市场作为新应用领域,重点攻关。

二是车用MLCC产品的需求增长。从汽车电子产品占整车的成本来说,已从2000年的20%左右,增长到2017年最新的纯电动无人驾驶汽车的80%左右,汽车已逐步由工业机械产品变成电子产品,对MLCC在汽车行业的应用产生了较强的需求拉动。

三是汽车智能化发展趋势。《中国制造2025》将节能与新能源汽车列为十大重点发展领域之一,从国家战略层面再次重申发展新能源汽车的重要性,而且电容器技术具有无污染、效率高等明显优势,在未来能源与环保政策保护的双重带动下,新能源汽车及其附属产品(充电桩)符合当下发展绿色能源的主流趋势。

村田(中国)投资有限公司电容产品主管黄国发

对此,村田(中国)投资有限公司(以下简称“村田”)电容产品主管黄国发表示认同:“传统领域如家电、电脑办公周边设备等市场已开始萎缩,现有通信领域包括手机市场趋于饱和,汽车市场特别是节能环保的新能源汽车是未来发展的一大潜力领域。另外一般型产品由于竞争大,利润越来越低,而车用产品利润相对较丰富,因此吸引了一大批厂商进入。”

深圳市宇阳科技发展有限公司(以下简称“宇阳”)营销中心副总经理郑春晖也表示,随着消费类电子的成熟和饱和,各元器件厂商都在寻找新的发展方向,新兴的汽车电子市场无疑能为企业带来更大的发展机遇和动力,所以MLCC厂商积极增加车用市场的投入。这一方面是因为汽车电子良好的增长势头,另一方面也因为车载市场的利润空间比竞争白热化的消费类电子行业好很多。有实力的厂家,都在积极地布局车载市场,想在这一块分一杯羹。

记者了解到,在智能手机的应用中,目前以小型化0201、01005为主,微型化008004是下一个研发目标,在小微型化方面,目前村田和宇阳的份额最大,其他厂商为了避开与村田、宇阳的小型化产品直接竞争,遂将产品方向调整为主攻0603、0402等对尺寸要求不太高的市场,比如车用市场、工业市场等。

深圳市宇阳科技发展有限公司营销中心副总经理郑春晖

由此可见,消费电子利润下滑,汽车电子需求攀升及高利润空间吸引部分MLCC厂商放弃一般型市场转战车用市场。在一般型市场,MLCC厂商还要面临手机等消费电子“轻薄化”设计的高要求,对部分厂商来说,放弃不擅长的技术方向和落后的产能,通过新的市场来实现利润增长,不失为明智之举。

那么,相比一般型市场,车用市场究竟有多大?我们可以通过一些数据来说明。根据中金网的全球汽车销售增长率统计来看,2015年,全球累计销售各类汽车9068.31万辆。2016年,全球累计销售各类汽车9503.59万辆(受惠于全球消费汽车第一大国中国的鼓励政策影响)。2017年,预计增速有所放缓的情况下,增速约为3.3%,约9817.22万辆。按平均每台车使用3000粒MLCC的使用量预算,预计2017年全球车用电子行业的需求量约3000亿粒,按照目前市场平均单价0.05元/粒,预计目前车用MLCC市场约合150亿人民币。

由上述可见,车用市场对MLCC的需求量非常大,且呈逐年上升趋势。“目前村田车用型MLCC产能配比在20%以下,我们预计整个汽车市场会保持在3%左右的年增长率(主要增长的区域在北美,欧洲以及中国),另外随着xEV、ADAS、IVI等技术的普及,单台车上的车用型MLCC用量也在逐渐增长。所以,后续村田会顺应市场趋势,加大在这方面的投入。”

车用市场对MLCC的需求达到了数十亿美金的规模,相对消费类市场,车用市场带给半导体原厂的毛利也要高一些。郑春晖表示,宇阳也紧随行业龙头的步伐,在几年前开始为汽车电子的配合做准备,提升体系和产品性能。车用MLCC主要在三个模块,娱乐影音,导航通信和安全控制。前两块已经开始使用小尺寸元件,而宇阳一直致力于小尺寸MLCC,而且局部进入了同行最先进水平,所以宇阳重点布局了这两块的配合,厂商有日本歌乐和比亚迪等,近期国内多家汽车电子厂商的崛起,也为宇阳这样的上游企业提供了更好的机会。安全控制模块使用电容尺寸偏大,而且部位比较关键,宇阳保持谨慎态度,目前暂时没有配合。

宇阳具备消费市场所需的“小型化”优势,目前不急于将业务重心向车用市场转移。相比之下,风华高科则更具主动性。唐浩表示因车用市场对MLCC的要求更为严苛,一般厂商较难进入,因此,现阶段公司暂不会将大部分的产能转向车用市场,但新的扩产计划已包含其在列,后续仍将继续推进。据悉,风华高科历经数十年的稳固发展,目前车用市场MLCC的产能配比约7%。

整体来看,车用市场是利润空间更大有长远发展潜力的市场,但准入门槛也很高,并非所有厂商都能进入分得杯羹。除了TDK等少数在汽车市场有多年积累的厂商外,其他厂商恐怕仍然采取“先稳固消费市场,再拓展车用市场”的保守策略。至于车用市场有何不同的要求,下文将详述。

车用可靠性要求严苛 5G通信挑战低耗高Q值

跟一般型市场相比,车用市场对MLCC的性能需求有很大的不同,如车用市场的应用环境更为恶劣,还因为涉及到人身安全等因素,对器件可靠性、使用寿命、失效率等都有很高的要求。

风华高科唐浩告诉记者:“从技术的角度看,车用MLCC产品相比于普通消费类电子产品,应用环境更加严苛,对温度、气候、抗震等适应能力要求很高,如温度适应范围广、耐冲击性强、耐电源波动强等,这导致汽车及工业级市场有较高的准入门槛,一般厂商较难进入,现在的车用MLCC行业主要由日系厂商占主。同时,其生命周期要求长达15至30年,也就是说,车用电子元器件的使用寿命须保证在30年以上;此外,还要求车用电子元器件的失效率在运行10至15年中为零故障(要达到PPB级别的失效率)。”

村田把车用市场再细分为两大类:一类是信息娱乐组件,就是所谓的infotainment应用,如Car Navigation等,这类应用村田建议用普通一般型MLCC就可以,除非终端客户有特别要求。第二类是汽车动力及安全系统,如ECU、BMS、OBC、IPM、TPMS、ADAS等。因为这块和用户的人身安全息息相关,需要选用更高可靠性等级的产品。

村田黄国发强调,目前汽车等级的MLCC要求很严,需要满足AEC-Q200行业标准(主动器件为满足AEC-Q100),相关工厂也要通过ISO/TS 16949汽车行业质量体系认证。按照AEC-Q200标准,对产品的可靠性有很高的要求,比如温度循环、热冲击、湿度负荷、机械应力等。如何来保证产品的可靠性,就需要从陶瓷材料、内部结构设计、制造工艺、品质管控等多方面从严应对。

唐浩补充表示,车用市场对MLCC需求与跟一般型市场相比基本相同,像容值、尺寸等,但也有不一样,主要表现为以下几大特点:(1)产品执行标准必须符合AEC-Q200车载电子元件的标准要求;(2)拥有耐高低温特性,并满足在-55℃~150℃工作温度要求;(3)拥有良好的耐振动性,并满足不同维度下的振动性能测试;(4)拥有良好的耐久性要求,特别是在不同应用环境下的耐久性测试。

“为了达到以上车用产品应用条件,在产品的设计方面,需要从选材初期就开始选用耐温高、高可靠性的原材料,在制造工艺方面,也必须选用成熟的工艺制程生产,各工序生产工艺需更加的精细化,制程控制能力水平(CPK值)要达到1.67以上。同时,为保证产品质量的一致性,设备自动化程度要求相对高,生产检测一体化的全自动设备是必要条件。同时,在可靠性检测方面,除满足AEC-Q200的标准外,还需要生产厂商设计一整套复合型的可靠性试验系统,这是一个复杂的系统化工程。”唐浩强调。

因为汽车对元器件的安全性、可靠性要求更高,这给MLCC厂商带来带来不小的挑战。“首先是产品规格的要求,比如在xEV动力系统,逆变器、BMS电池管理、DC/DC转换器等对于中高压大容量的MLCC需求越来越大,另外各种汽车马达对产品的结构要求也不一样。其次是可靠性方面的要求,比如防短路、防水、高温高湿使用环境以及ESD保护等。”黄国发说。

唐浩则认为主要的挑战在于厂商自身,从上游原材料的开发,到MLCC生产制作工艺技术、生产管控能力、可靠性检测控制系统等各个方面,整个系统的技术实力水平都带来较大的挑战。如要突破,必然做好以下几点:(1)做好MLCC原材料的开发工作,必须建立自己的原材料开发体系,确保其可靠性。(2)在MLCC生产制作工艺技术上,总结现有消费类MLCC生产数据,摸索出更精细化的车用MLCC生产制作工艺技术流程。(3)引进国际一流的自动化、智能化生产设备,提升MLCC生产制程的管控能力。(4)建立复合型的可靠性检测及评价系统。

除此,不同汽车应用位置对MLCC的技术需求仍然有高中低端之分,厂商也要做到区别对待。高端用于可靠性及安全性能极高的汽车核心零部件,例如:动力控制系统、底盘与安全控制系统。中端用于有较高可靠性及安全性要求的普通汽车零部件中,例如:车身电子控制系统中。低端则用于可靠性要求相对一般的汽车部分,例如:多媒体系统。在产量方面,自然是低门槛的应用位置产量越多,厂商进入较容易,竞争也最激烈。

此外,随着5G通信技术演进,车联网、无人驾驶等新技术有了实时通信的保障,在车联网和汽车通信技术上面,MLCC还将面临低损耗高Q容值的挑战。

未来汽车在进行无人驾驶与车联网通信的过程中,需要进行海量、实时的数据交换,依靠4G、LTE-V和DSRC等通信技术还无法实现实时传输,而5G网络在各项指标上都有极大提升,特别是在时间延迟方面,5G网络可以将端到端的通信时延控制在10毫秒内,这对于保证车辆在高速行驶中的安全来说至关重要。此外,在流量峰值和连接数密度方面,5G技术能够以超过每秒10GB的传输速度和106/km2的连接数密度满足未来车联网环境的车辆与人、交通基础设施之间的通信需求。

“鉴于信息时代的迅猛发展,车用MLCC也必须适应上述需求,特别是在技术参数上,要往高频、高精度、高Q值的技术方向开启创新之路。近两年,风华高科为适应行业的发展趋势,开发出了自主知识产权的贱金属铜内电极高Q值系列MLCC,物料的最高精度达到0.05pF,并且,此类型产品的性能已达同行日系村田的水平。”唐浩说。

黄国发认为,随着新一代的无线通信技术发展,运用于汽车上称为ADAS/ V2X技术近几年也被大众认知。对于MLCC来讲,除了要满足常规的可靠性要求以外,同时也需要满足高频无线通信设计所要求的低损耗高Q值电容。高Q值MLCC已经广泛运用在通信领域包括基站设备等,但要实现汽车等级要求有一定的难度,村田在两年前已经着手开发,目前这一系统产品也已经量产。

高频贴片MLCC具有极高的稳定性,其电容量几乎不受时间、交流、直流信号的影响,适用于移动通信终端、基站的RF模块和微波器件。相对来说,高频MLCC实现并不难,几大MLCC厂商都有相关的产品系列,但是要做到高Q值的一致性还是需要功力的。

最后,在对MLCC尺寸的追求上,相对一般消费市场需求的0201、01005甚至008004的小微尺寸产品,车用市场则要放宽很多,“汽车等级MLCC的使用型号非常多,虽然现在都往小型化方向发展,但相对一般型市场,汽车市场对MLCC尺寸的追求速度比较慢,主要在0603及以上尺寸,因为首先要保证产品的可靠性。”黄国发表示,现在村田也在大力推进0402、0201尺寸在车用市场,因为技术已经比较成熟。

“从汽车发展方向看,汽车智能化和车联网是重要的方向。这其中人与车及车与车的联系交流,首先需要无线通信功能来支持,这些通信模块中,必然离不开高Q值MLCC。而高Q值电容,是宇阳一直以来的优势产品系列,和龙头企业村田一同在行业中保持绝对领先地位,通过和家用网络产品及模块的配合,技术已经历练成熟,如今转移到车载电子产品,多项性能也表现优异。”宇阳郑春晖说。

唐浩同样表示,车用MLCC主要型号范围很广,0402至2220尺寸的产品都在使用,而应用最多的是0603、0805、1206三个尺寸系列。风华高科车用级电容器的月出货量约100KK(1亿)粒级别。

整体看,尽管车用市场对MLCC的尺寸没什么要求,但是对涉及到人身安全的可靠性、使用寿命、失效率要求非常高,对MLCC工作的温度、湿度、气候、抗震等方面也提出了高要求,因此,要进入车用市场,必须通过一系列的汽车行业标准和质量体系认证,门槛非常高,这也是很多厂商处于观望的原因。

抢占车用市场制高点 质量领先优于成本领先

业界人士知道,在消费级市场,日韩系占据了全球高端市场很大部分市场份额,台湾和大陆厂商也因差异化定位占领各自山头。而在车用MLCC竞争格局上,目前全球主力仍然集中在日系厂商,其它如台系、韩系以及大陆宇阳、风华高科等,其目前的水平基本处于同一起跑线上,车用MLCC的市场份额都还很低。

村田黄国发认为,相对比一般型产品,目前车用MLCC主要以日韩为主,欧美系为辅,台湾及大陆厂商相对进入比较晚。车用MLLC市场格局有了变化,厂商会更集中,比如村田(40%左右)和TDK两家共超过70%市场份额。当然,他表示目前各家都把资源大力投入到车用市场,这个竞争格局也可能发生改变。

车用市场前景可观,不少MLCC厂商将业务方向转向车用市场,但并非适合所有厂商进入,目前全球也只有一家企业(TDK)可以做到。因此,MLCC厂商进入车用市场前一定要做好风险评估。

“门槛在于技术实力、质量稳定性和高可靠性三方面,现在汽车厂商一般都有资格审核导入,由于日系厂商率先做了这方面的工作,后起的厂商在这方面会有一定的困难。风险方面,主要是供货质量风险,因为这毕竟关系到千家万户的生命安全,一旦产品发生质量事故,必将会造成巨大损失(人力、物力、财力、声誉等),这也是大多数MLCC企业对车用领域望而却步的根本原因。”风华高科唐浩说。

黄国发认为风险有两点,首先汽车客户的设计周期很长,前期的产品推广投入要很大,其次产品的可靠性稳定性要求高,一旦出现产品不良后果会很严重。

那么,什么样的厂商更容易切入市场呢?唐浩表示有三类厂商更容易进入,一是综合实力强,行业经营时间长、质量认可度高的厂商;二是拥有丰富的MLCC制造经验的厂商;三是整合配套能力强,可为客户提供全方位配套服务的厂商。

风华高科刚开始也是从供应汽车非核心零部件起步,近年已逐步开展切入供应汽车核心零部件工作。在严格管控质量的基础上,能做到从浅到深,风华高科拥有长期的汽车电子质量管理体系运行经验,从最初的汽车电子行业质量管理QS9000到TS16949质量体系的运行,同时2017年风华高科正搭建车用电子元器件的可靠性检测平台,为进一步做好车用MLCC产品质量打下坚实基础。

汽车市场是未来快速发展且具备长远盈利能力的市场。在激烈的竞争环境下,MLCC企业要快速打开这块市场必须转变策略,即由降成本战略转变为质量领先战略,如此才能把握先机。

对于风华高科的技术筹备及市场策略调整,唐浩总结为四个方面:“首先,在车用MLCC物料的计划方面,我司内部已完成车用MLCC专用生产线的配置工作。其次,车用级MLCC产品已完成前期的设计开发阶段工作,现已送去赛宝试验室进行AEC-Q200标准的检测。第三,今年在做好车用MLCC专用产线的产能扩充工作的基础上,完成核心汽车电子部件元器件可靠性检测平台的搭建工作。第四,正协同电阻电感物料,推出风华高科整体性车用级阻容感物料的解决方案。最后,风华在实施内涵与外延同步发展的‘双轮驱动’发展战略的前提下,通过积极实施资本运作、创新驱动,不断夯实产业发展平台,整体提升企业核心竞争力。”

同样,村田在2016年初制定的“中期构想2018”中,就把汽车市场作为三个重点着力新领域中最大的一个领域来着手应对。扩充产品线特别是中高压以及特殊应用场合产品,同时积极开展市场需求调查活动,继续和行业领先的Tier0、Tier1客户保持良好的关系,加强和IC设计公司的沟通,并加大对新兴国家本地汽车厂商的支持力度。

综上所述,汽车市场已经发展成为继智能手机、平板电脑之后的下一个利润增长点,上游半导体IC、元器件厂商都纷纷瞄准这块蛋糕。MLCC作为基础电子元器件,自然也要搭上这趟顺风车,然而,车用市场对MLCC高可靠性的要求、汽车通信对高频高容值的高要求,以及各种高规格的车用质量体系标准认证等,都将部分MLCC厂商挡在了门外,这也正是目前MLCC厂商急需突破的地方。正因车用市场的高准入门槛,目前市场仍以积累深厚的日企为主导,且主要应用在技术含量更高的汽车关键部位。相对而言,国内厂商有一定差距,但可以先切入多媒体系统等相对不太高要求的市场,逐渐过渡并缩短与国际厂商的差距。

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