陶瓷电容器行业分析报告Word文档格式.docx
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(2)承担或拟承担武器装备科研生产的项目或产品涉密;
(3)无外商(含港澳台)投资和雇佣外籍人员,国家有特殊规定的除外;
(4)承担涉密武器装备科研生产任务的人员,应当具有中华人民共和国国籍,在中华人民共和国境内居住,与境外人员(含港澳台)无婚姻关系;
(5)有固定的科研生产场所,并符合国家有关安全保密要求;
(6)1年内未发生泄密事件;
(7)无非法获取、持有国家秘密以及其他严重违法行为。
武器装备科研生产许可证申请条件:
申请武器装备科研生产许可的单位,应当符合下列条件:
(1)具有法人资格;
(2)有与申请从事的武器装备科研生产活动相适应的专业技术人员;
(3)有与申请从事的武器装备科研生产活动相适应的科研生产条件和检验检测、试验手段;
(4)有与申请从事的武器装备科研生产活动相适应的技术和工艺;
(5)经评定合格的质量管理体系;
(6)与申请从事的武器装备科研生产活动相适应的安全生产条件;
(7)有与申请从事的武器装备科研生产活动相适应的保密资格。
装备承制单位注册证书申请条件:
(2)申请单位应当具有与申请承担任务相适应的专业(行业)技术资格;
(3)申请单位应当具有健全的质量管理体系,具备与申请承担任务相当的质量管理水平和质量保证能力;
(4)申请单位应当具有健全的财务会计制度、良好的资金运营状况,具备与申请承担任务相适应的资金规模;
(5)申请单位在近三年内无严重延期交货记录,产品、服务无重大质量问题,无虚报成本等违纪、违法行为;
(6)申请单位应当具有与申请承担任务相当的保密资格等级。
总装备部军用电子元器件认证鉴定委员会以国家军用标准为依据,对军用电子元器件制造厂生产线进行认证,对相关产品进行鉴定后列入QPL合格目录,通过该两种认证后可以粘贴专用的军用标识,军工客户在同等条件下采购时会优先选择已被列入QPL目录的产品,但并非进入军工市场必须具备的资质认证,具体的申请条件如下:
军用电子元器件生产线(QPL)认证具备条件:
(1)法人资格证明;
(2)实施厂级的质量保证工作;
(3)按照相应的军标规定制定和执行质量保证大纲文件;
(4)任命1名中层以上职务、质量工作人员为质量监督负责人;
(5)具备国军标产品质量/工艺一致性(或出场检验)中逐批检验的手段。
军用电子元器件质量(QPL)认证申请条件:
(1)生产线认证合格;
(2)提交至少1份能反映近期质量信息的合格的鉴定摸底试验报告。
通过各种军工资质认证的单位,还需经考核后列入采购方的合格供应商名录,方能参与军工领域企业采购的招标或订货。
3、国家产业政策
电子元件制造业属于国家鼓励发展的行业,受多项国家产业政策扶持:
(1)《国家中长期科学与技术发展规划纲要(2006-2020)》指出要基本实现关键材料与关键零部件的自主设计制造,大幅度提高产品档次、技术含量和附加值,优先发展新一代信息功能材料及器件和军工配套关键材料及工程化,突破制约信息产业发展的核心技术,掌握集成电路及关键元器件、高性能计算、宽带无线移动通信等核心技术。
(2)《国民经济与社会发展第十二个五年发展规划纲要》提出要优化结构、改善品种质量、增强产业配套能力、淘汰落后产能,发展先进装备制造业,促进制造业由大变强。
具体包括:
装备制造行业要提高基础工艺、基础材料、基础元器件研发和系统集成水平,加强重大技术成套装备研发和产业化,推动装备产品智能化;
电子信息行业要提高研发水平,增强基础电子自主发展能力,引导向产业链高端延伸……;
鼓励企业增强新产品开发能力,提高产品技术含量和附加值,加快产品升级换代。
(3)2010年10月24日,国务院、中央军委共同颁发《关于建立和完善军民结合寓军于民武器装备科研生产体系的若干意见》,指出着力健全全开放式发展的武器装备科研生产格局,引导社会资源进入军品能力建设领域,并加强武器装备科研生产许可制度、武器装备承制单位资格审查制度和武器装备科研生产单位保密资格审查认证制度的协调衔接。
……鼓励军民结合项目进入国家相关产业基地集聚发展,并按国家相关政策给予优先安排和支持。
……促进重要机电产品、材料、器件、高端测试仪器、关键加工制造设备、科研生产软件等制约武器装备发展和军工能力建设瓶颈问题的解决。
(4)2011年6月,国家发改委发布《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南(2011年度)》,将高档片式元器件、高频器件列入优先发展的高技术产业化重点领域。
(5)国家发改委发布的《产业结构调整指导目录(2011年本)》中,新型电子元器件(片式元器件、频率元器件等)制造为国家鼓励类产业。
二、电容器产品概况
1、电容器概述
电容器,与电阻器、电感器作为三大被动电子元件,是电子线路中必不可少的基础电子元件,其通过静电的形式储存和释放电能,在两极导电物质间以介质隔离,并将电能储存其间,主要作用为电荷储存、交流滤波或旁路、切断或阻止直流电压、提供调谐及振荡等。
根据产品标准及应用领域不同,电容器产品可分为以下几类:
(1)军用市场:
应用于航空、航天、船舰、兵器、电子对抗等武器装备军工领域;
(2)民用工业类市场:
应用于系统通讯设备、工业控制设备、医疗电子设备、轨道交通、精密仪表仪器、石油勘探设备、汽车电子等民用工业类领域;
(3)民用消费类市场:
应用于笔记本电脑、数码相机、手机、录音录像设备等民用消费类领域。
根据材质不同,电容器产品可分为陶瓷电容器、铝电解电容器、钽电解电容器和薄膜电容器等,各类型电容器的情况具体如下:
2、陶瓷电容器概述
陶瓷电容器可分为单层陶瓷电容器和多层陶瓷电容器,其中多层陶瓷电容器的市场规模约占整个陶瓷电容器的93%。
单层陶瓷电容器即在陶瓷基片两面印涂银层,然后经低温烧成银质薄膜作极板后制作而成,其外形以圆片形居多。
多层陶瓷电容器则采用多层堆叠的工艺,将若干对金属电极嵌入陶瓷介质中,然后再经高温共烧而形成,其又可以分为引线式多层陶瓷介电容器和片式多层陶瓷电容器。
各类型陶瓷电容器具体情况如下:
3、陶瓷电容器的特性
单层陶瓷电容器由于只有单层结构,两个电极的相对面积较小,电容量并不大,但其高频特性好、耐压高,适用于高频电路和高压电路。
多层陶瓷电容器采用多层堆叠的工艺,其电容量与电极的相对面积和堆叠层数成正比,随着叠层技术的不断进步,层数不断增多,电容量也日益趋大,电气性能也不断提高。
与其他种类的电容器相比,多层陶瓷电容器具有以下优良特性:
(1)电容量范围大
片式陶瓷电容器的电容量范围较大,多芯组陶瓷电容器产品,将陶瓷电容器的电容量范围扩大至3,300μF(即3.3mF,1,000μF=1mF),使得陶瓷电容器电容量范围大的优势更加得以突显。
(2)超小体积
对于电子设备,特别是自身体积就不大的电子产品而言,多层陶瓷电容器产品超小体积的需求迫切,目前产品尺寸正由0805、0603向0402、0201发展,超小体积的电容器将实现电子设备的高密度安装,节省空间、减轻重量,有利于电子设备向“小型化、薄型化、轻型化和微型化”发展。
(3)低等效串联电阻(ESR)
多层陶瓷电容器的ESR一般只有几毫欧到几十毫欧,而其它类型的电容器大都在几百毫欧到几欧姆,两者相差多个数量级;
而电容器的等效串联电阻小,意味着元件本身发热小、耗散功率低,电容器使用寿命会更长。
(4)额定电压高
由于陶瓷电容器的陶瓷介质经过高温烧结后,结构致密,相比其它类型材质的电容器,有更好的耐电压特性,电压系列也更宽,产品的额定电压系列包括4V、6V、10V、16V、25V、50V、100V、200V、500V、1000V、2000V、3000V和3000V以上等,可满足不同电路的需求。
(5)高频特性好
高频高Q多层陶瓷电容器应用在百兆赫兹、千兆赫兹、几十千兆赫兹的高频、超高频和甚高频的电路上时,其品质因素仍十分优秀。
多层陶瓷电容器具有诸多优势,其被广泛应用于航空、航天、船舰、医疗电子设备、工业控制设备、汽车电子等各领域,2013年全球陶瓷电容器市场规模为整个电容器市场规模的49%,远远高于其他类型电容器;
2013年中国市场各类型电容器的分布与全球市场呈现相似的结构。
三、行业技术水平及发展方向
1、行业发展现状
我国对于陶瓷电容器的研究生产始于上世纪80年代中期,通过引进吸收国外先进技术,已经积累了一定的研究和生产能力,成为全球陶瓷电容器生产大国,但目前国内陶瓷电容器生产企业普遍存在设备更新不及时、产品档次偏低、产能不足等问题。
国内陶瓷电容器厂商主要面临的挑战如下:
(1)自主创新乏力、研发投入不足。
在电容器尺寸方面,陶瓷电容器最小可以做到0201,甚至01005;
在电容器容量方面,目前日本陶瓷电容器厂家1210尺寸规格产品的电容量可达100μF,而绝大部分国内陶瓷电容器企业的技术水平与国外优秀同行相比存在一定差距;
(2)高性能陶瓷粉末、内电极和外电极材料尚需进口,特别是部分特殊功能的材料配方属于企业高度机密,且部分金属内、外电极材料则属于稀有资源,如金属钯,存在对中国企业实行技术封锁、原材料限售的可能。
如果国内企业在高性能原材料的研发上不能有所突破,将在一定程度上受到国外厂商供应的影响;
(3)高端及具有特殊用途(高温电容器、高频高Q电容器、脉冲功率电容器等)的陶瓷电容器产品仍需大量进口,如智能手机的迅猛发展需要大量的高频高Q、大容量小尺寸的电容器;
汽车环境的苛刻性则对汽车用陶瓷电容器的耐高温及可靠性方面提出了更高的要求。
2、生产工艺
多层陶瓷电容器是陶瓷电容器最主要、发展最为迅猛的产品类型,其市场规模大约占整个陶瓷电容器市场规模总和的93%,其制造工艺方法主要有以下三大类型:
干式流延工艺、湿式印刷工艺、瓷胶移膜工艺。
(1)干式流延工艺
目前国内厂商普通采用的生产工艺,其将陶瓷粉料与粘合剂、增塑剂、溶剂及分散剂混磨成悬浮性好的浆料,经真空脱泡后在刮刀的作用下在基带上流延出连续、厚度均匀的浆料层。
在表面张力的作用下浆料层形成光滑的自然表面,干燥后形成柔软如皮革状的膜带,再经印刷电极、层压、冲片、排粘、烧结后形成电容器芯片。
干式流延工艺生产具有投资少、生产效率高的特点,适用于大批量生产,但该工艺的单层最小极限厚度为7μm,一定程度上限制了多层陶瓷电容器的小型化、高容量,且该工艺在生产过程中难以完全避免出现中部厚、边沿薄的“桶形效应”、“气隙分层”等质量问题,其产品质量又主要依靠后期筛选检验来保证,产品的可靠性不高,该工艺生产的产品较难在高端市场推广应用。
(2)湿式印刷工艺
将陶瓷介质浆料通过丝网印刷制成陶瓷薄膜作为多层陶瓷电容器的介质,金属电极和上下保护片都采用丝网印刷形成,即按“下保护片-电极-介质-电极-介质……-上保护片”顺序印刷,以达到设计的层数。
完成上述工序再进行烘干,之后按片式电容器的尺寸要求切割成芯片。
湿式印刷法大大改善了干式流延法陶瓷介质薄膜的质量,消除了电容器分层隐患,且不存在“桶形效应”现象。
湿式印刷工艺可满足多层陶瓷电容器的各种要求,但湿式印刷工艺技术控制相对复杂,较难实现浆料粘度连续在线控制,自动化生产设备投资较大,主要用于生产特殊用途的高可靠产品,目前仅有美国、英国等国家少数厂商掌握和使用。
(3)瓷胶移膜工艺
以卷式胶膜为载体,通过特殊浆料挤出设备,将陶瓷浆料均匀挤在载体上,以获得陶瓷介质层连续性卷材,膜厚精准,可做到2μm以下,实现了介质层的超薄制作。
制作电容器时,以陶瓷介质卷材为基础,在上面印刷金属电极后再套印瓷浆层。
该工艺属目前国际先进技术,可以实现多层陶瓷电容器的超小型化的要求,但技术含量高,设备及技术前期投入较大。
干式流延工艺制造多层陶瓷电容器工艺由于设备简单、生产效率高,是目前厂商普遍采用的生产工艺。
但随着市场对产品的要求越来越高以及高端多层陶瓷电容器的需求不断增长,湿式印刷工艺和瓷胶转移膜工艺因其制造工艺的先进性而备受关注,已逐步成为多层陶瓷电容器制造技术的发展趋势。
3、行业技术发展方向
为顺应医疗电子设备、汽车电子、消费类电子产品等下游电子设备用户的微型化、高速度、数字化(信息化)、智能化、个性化、集成化发展需求,电容器产品的技术发展趋势呈现如下变化:
就陶瓷电容器行业的技术发展趋势而言,在性能、工艺等方面呈现如下发展趋势:
(1)提高性能:
单位体积容量密度的提高,频率响应特性的提高、直流偏置电压特性、损耗因素的改善,如:
零电压特性、超低损耗等;
(2)特殊用途:
带有特殊功能的陶瓷电容器,即对产品提出了各种各样的功能要求;
如高温、高压、高频高Q、脉冲放电、超稳定性等;
(3)高可靠:
由于航空、航天、武器装备等军工领域及部分与人身安全、社会生活息息相关的设备应用有其特殊性和重要性,部分设备还带有“不可维修性”的特征,对陶瓷电容器的可靠性要求非常高;
(4)表面贴装(SMT):
高密度的贴装要求对陶瓷电容器尺寸、形状、精度以及端子电极、编带形态也提出越来越高的要求;
(5)贱金属材料应用:
陶瓷电容器的技术发展历程是电子信息产品飞速发展的一个缩影,其中采用镍、铜等贱金属代替银/钯贵金属作为内电极材料(又称BME技术),是陶瓷电容器技术发展的一个重要里程碑。
虽然这对陶瓷电容器的材料技术、共烧技术(采用N2气氛保护烧结)、设备技术提出了较高的要求,但贱金属工艺可大幅度降低原材料成本,可以使生产成本大幅调低30%~50%左右,还能改善介质损耗,是陶瓷电容器发展的趋势;
(6)超高层数:
多层陶瓷电容器产品内部电极层数越多,技术含量越高;
通过提高电容器的层数,实现产品的“小尺寸,大容量”是多层陶瓷电容器技术发展的趋势。
而对于MLCC在军工用武器装备方面的应用则主要有以下几种发展态势。
(1)小型化、大容量、模块化:
随着军用电子装备对微型化、高速度、集成化、智能化等性能的迫切要求,则要求更多“小尺寸,大容量”的MLCC集成到装备的电路结构中。
(2)高性能高频化、高电压大电流、抗干扰技术:
为适应毫米波的技术发展,MLCC产品的工作范围已进入毫米波工作频段,日益呈现高性能、高频化。
同时,为满足重大军事设施内部电源系统的要求,地面电源、电力系统等供电系统都需要大电流高电压MLCC。
另外,电磁干扰(EMI)、射频干扰(RFI)、电磁脉冲(EMP)等干扰问题也一直困扰军事武器的发展,军工用MLCC不仅要包含开关电源的传导干扰频谱,还要包含大多数数字电路的传导干扰频谱和较好的抑制辐射干扰的效果,因此抗干扰技术已经成为世界各国MLCC制造商关注的焦点。
(3)工作温度范围宽、耐焊接高温、更长使用寿命:
部分军用电子设备和特殊电子设备对电子元件的工作温度范围及耐焊接高温有着严格要求,如在发动机控制系统的耐高温电子设备中,需要能耐受300-600℃高温。
同时,军用电子设备要求更长的使用寿命,有的甚至要使用二、三十年或更长时间,在某些整机设备的设计要求会更高。
四、市场供求状况及需求分析
电容器作为主要的电子元件之一,其产量约占整个电子元件的40%。
近年来,随着下游市场的发展,电容器需求呈现出整体上升态势,2013年全球电容器市场规模达到了180亿美元,其中中国达到了773.5亿元,预计2019年全球将达到222亿美元,其中中国为1,101.6亿元。
而陶瓷电容器作为电容器中使用最广、用量最大的类别,随着技术不断进步、性能不断提高,其下游应用领域也正不断扩大,市场规模占比从2006年的不到40%上升至2013年的49%左右。
1、陶瓷电容器市场规模格局
陶瓷电容器可以分为单层陶瓷电容器、片式多层陶瓷电容器及引线式多层陶瓷电容器,由于多层陶瓷电容器具有低ESR,耐高压、高温,体积小、电容量范围宽等特点,在成本和性能上都占据相当优势,下游应用较为广泛,其市场规模约占整个陶瓷电容器的93%,2013年各类别陶瓷电容器市场规模分布情况如下:
而MLCC作为应用最为广泛的基础元器件,随着技术不断进步、性能不断提高,已成为全球用量最大、发展最快的片式元器件之一。
(1)国际市场
2009年受全球金融危机的影响,全球MLCC产品市场规模有所下降,为55.2亿美元,随着经济形势的好转,下游用户消费的回升,2010年上升为67.3亿美元,2013年为81.8亿美元,2014年全球MLCC产品市场规模预计为86亿美元。
而对于MLCC需求数量方面,2012年全球MLCC市场需求量达到了26,000亿只,2013年增长至29,100亿只,2014年预计将达到32,500亿只。
(2)国内市场
中国作为全球主要的消费性电子产品生产基地,已成为全球陶瓷电容器生产大国和消费大国,产销量位居全球前列。
从MLCC产品的市场需求来看,其主要应用在航天、航空、船舰、兵器、电子对抗等军工类产品,系统通讯设备、工业控制设备、医疗电子设备、汽车电子、精密仪表仪器、石油勘探设备、轨道交通等工业类产品及笔记本电脑、数码相机、手机、录音录像设备等消费类产品。
2009年中国MLCC产品市场规模达到225.9亿元,2013年上升至359.7亿元,2014年中国MLCC产品市场规模预计为387.4亿元。
2009-2019年中国MLCC产品市场份额发展趋势与预测
而对于MLCC需求数量方面,2011年中国MLCC需求量为15,400亿只,2012年快速增长到17,800亿只,2013年中国MLCC需求量为19,950亿只,2014年中国MLCC需求量预计将达到22,400亿只。
①军用MLCC市场
由于军事用途的各类高技术电子系统、设备所处的环境差异很大,对军用高可靠MLCC产品提出了更高的要求,不仅需要电容量大、体积小、重量轻,还要能适用在高温、低温、淋雨、盐雾等气候环境和在振动、冲击、高速运动等机械环境条件下保持性能的稳定性及可靠性,所以价格相对更高。
随着国家经济实力的提升,保持国防费用适度合理增长是十分必要的。
根据财政部中央和地方预算草案报告,2011年、2012年、2013年,中国年度国防支出比上年分别增长了12.6%、11.5%和10.7%。
为了满足军队信息化建设的需要,特别是装备电子化、信息化进度加快,未来几年国家国防支出预计将保持继续增长。
随着我国国防事业的发展,装备现代化进程加快,军用高可靠MLCC作为基础元件,其市场前景也将较为广阔。
2009年中国军用MLCC产品市场规模达到7.5亿元,2010年增长至9.3亿元,2011年、2012年分别达到了10.9亿元、12.6亿元,2013年为14.4亿元,2014年中国军用MLCC产品市场规模预计将达到16.4亿元。
航天:
我国已成功研制并发射了“长征系列”运载火箭、人造卫星、“神舟系列”载人飞船并成功实现了“空间交会对接”,取得了良好的经济效益和社会效益。
而军用MLCC作为不可缺少的基础元件,随着我国航天事业的快速发展,其市场需求将越发强烈,也将为国内的生产厂商提供一个快速且稳定的发展良机。
航空:
近年来,我国航空业发展迅猛,随着我国下一代新型战机相继推出,现有主力机型的规模化生产,以及大型航空运输机的研制生产,将对我国军用MLCC产品提出更高的性能要求与质量保证,也将提供更为旺盛的市场需求。
船舰:
按照近海防御战略的要求,坚持把信息化、电子化作为海军现代化建设的发展方向和战略重点,努力建设一支强大的海军船舰部队。
目前我国的造船工业已稳居世界前列,护卫舰、快艇、潜艇等军用船舰取得了长足稳定发展。
军用造船业的兴旺将带动其电子系统重要元件之一的军用MLCC产品的市场繁荣。
②工业类MLCC市场
工业类电容器市场主要包括:
系统通讯设备(如局用程控设备、微波发射、中继站、系统电源等)、工业控制设备、医疗电子设备(如核磁共振、CT机、彩色超声波等)、汽车电子、精密仪表仪器、石油勘探设备等领域。
随着工业设备机电一体化、智能化的发展,应用电子控制、数据分析、界面显示的信息化比例不断提高,将为工业用高可靠MLCC产品提供较为广阔的市场前景。
该类产品对可靠性指标有一定要求,价格也相对较高。
2009年中国工业用MLCC产品市场规模达到36.6亿元,2010年增长至44.8亿元,2011年、2012年分别达到了49.2亿元、55.6亿元,2013年为61.1亿元,2014年中国工业用MLCC产品市场规模预计将达到65.4亿元。
系统通讯设备:
信息产业中增长最快的行业之一,但自2011年下半年,世界经济深受欧债危机影响,全球电信运营商减少了投资支出,整体通讯设备行业增长疲软,行内价格竞争加剧,如爱立信、中兴通讯等业内知名公司业绩均出现了下滑,也影响了对MLCC产品的需求。
随着全球特别是中国4G网络建设加速,运营商投资支出将有所增加,加上智能手机热销、专属网络建设等导致系统设备快速更新,对高可靠MLCC产品的需求也将逐步体现。
工业控制设备:
随着我国工业化水平的提升,机械电子装备制造业的蓬勃发展,产品档次及规模也在日益提高,机电一体化、数字化进程加快,对于高精度、高可靠MLCC产品的需求也日益扩大。
医疗电子设备:
随着电子应用技术的发展和人们防病治病的需要,核磁共振仪、CT机、彩色超声波等医疗电子设备市场需求也在逐步扩大,对小体积、高精度、高可靠、长寿命的MLCC产品的需求也在不断扩大。
汽车电子:
中国汽车用MLCC市场规模已由2009年的15.4亿元成长至2013年的26.9亿元,但汽车电子产品直接关系到司机及乘客的人身安全,故汽车厂商对其所选用的MLCC产品可靠性、环境适应能力都有更为严格的要求,相对于单价,汽车厂商
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