一文浅析MLCC的技术挑战与市场壁垒

MLCC电容(多层陶瓷电容器)设计面临以下挑战：

材料技术壁垒

MLCC的核心原材料陶瓷粉料技术主要掌握在日本厂商手中，全球75%以上的市场份额由日本企业占据。国内厂商虽在纳米钛酸钡粉体生产上取得突破，但内电极、外电极材料仍面临技术挑战。 ‌

工艺技术难题

‌薄层化与多层化技术‌

在有限空间内提升电容量需减小电介质层厚度至微米级并增加积层数，日本厂商已实现1μm厚度堆叠1000层以上，而中国厂商目前仅能达到300-500层，技术差距显著。 ‌

‌共烧工艺‌

陶瓷粉料与金属电极的共烧技术需精准控制膜厚均匀度，否则会导致短路或可靠性下降，这对设备精度要求极高。 ‌

可靠性设计挑战

MLCC在汽车电子等场景中需应对热应力和机械应力引发的开裂问题，裂纹可能因水汽渗入导致绝缘电阻降低而失效。 ‌

市场需求压力

5G通信、人工智能等领域对MLCC的容量、可靠性及高频特性要求持续提升，服务器等高功耗场景需大量电容支撑电压转换和功率管理。 ‌

多层陶瓷电容器(MLCC)，作为用量最大的无源元件之一，在电子元件领域占据着举足轻重的地位。它与其他无源器件和有源器件共同构成了现代电子产品的核心——集成电路，被誉为“电子工业大米”。在电子制造业中，MLCC的角色愈发不可或缺，其品质直接关乎5G通信、智能手机以及汽车等工业设备的性能优劣。特别地，高端MLCC的制造能力更是衡量一个国家整体工业及国防实力的重要标准。然而，MLCC行业也面临着诸多挑战与困难，其技术壁垒和市场准入门槛均相当高。

材料技术壁垒

陶瓷粉料在MLCC制造中扮演着至关重要的角色，然而，其生产技术却存在着显著的技术壁垒。目前，先进的技术主要掌握在日本的厂商手中。市场份额方面，日本厂商占据了主导地位，供应了超过75%的瓷粉。全球外销陶瓷粉体前7大厂商中，有5家源自日本，其中日本堺化学、美国Ferro及日本化学分别以28%、20%和14%的市场份额位列前三。尽管如此，国瓷材料作为国内领先的生产厂家，成功运用水热工艺批量生产纳米钛酸钡粉体，并成为全球第二家实现这一技术的厂家。同时，它也是中国大陆规模最大的批量生产并外销瓷粉的厂商，占有一定的市场份额。除此之外，MLCC制造过程中所需的内电极和外电极材料也面临着相似的技术挑战。

MLCC陶瓷粉料市场分布与技术核心

在MLCC的制造过程中，陶瓷粉料不仅是核心原料，更是技术壁垒的集中体现。目前，日本厂商在先进技术方面占据领先地位，市场份额高达75%以上。全球前七大陶瓷粉体供应商中，日本厂商占据五席，其中日本堺化学、美国Ferro及日本化学分别以显著的市场份额位列前三。然而，国瓷材料作为国内佼佼者，通过独特的水热工艺成功实现了纳米钛酸钡粉体的批量生产，成为全球仅有的两家掌握此技术的企业之一。同时，它还是中国大陆规模最大的专业生产并外销瓷粉的厂商，为全球市场贡献了不可或缺的力量。此外，MLCC制造中所需的内电极和外电极材料也面临着类似的技术挑战与市场争夺。

工艺壁垒

(1)薄层化、多层化技术

提升电容量是MLCC替代其他类型电容器的关键，而制造更大电容量的MLCC则一直是行业的重要研发方向。在有限的空间内，通过减小电介质层厚度、增加积层数或提高电介质相对电容率，可以提升MLCC的电容量。这要求厂商掌握先进的涂抹和厚膜印刷工艺，实现更薄的电介质层和更多的积层。目前，日本厂商在这一技术上领先，能做到1μm薄膜介质堆叠1000层以上，而中国厂商尚需努力。

此外，陶瓷薄膜厚度的均匀性对高品质MLCC的成品率至关重要。膜厚不均可能导致电极接触短路，丧失电容器功能，即使不短路，膜厚均匀度差也会影响耐电压和可靠性。

(2)陶瓷粉料与金属电极的共烧技术

在MLCC制造过程中，陶瓷粉料与金属电极的共烧技术同样具有挑战性。共烧过程中，需要确保陶瓷粉料与金属电极之间的良好结合，同时避免因温度差异导致的开裂或变形。这一技术要求厂商对材料特性、温度控制以及烧结工艺有深入的理解和掌握。

MLCC的制造过程涉及多层陶瓷介质的印刷与内电极浆料的叠合，随后进行共烧。此过程中的主要挑战在于烧结前后陶瓷薄膜的显著尺寸变化。若单纯缩减介电膜和电极的厚度，可能会因烧结时的收缩而导致整体结构开裂。为了确保在印刷电极图案后烧结的元件能维持正常结构，必须采用适当的技术。精湛的共烧技术使得生产更薄介质(2μm以下)和更高层数(1000层以上)的MLCC成为可能。当前，日本公司在MLCC烧结专用设备技术方面处于领先地位，他们拥有各种氮气氛窑炉，并在设备自动化和精度上展现出显著优势。例如，日本TDK公司利用电脑进行精密的温度和空气控制来实现共烧。解决共烧问题不仅需要持续改进烧结设备，还需要MLCC陶瓷粉料供应商与制造商的紧密合作。通过调整瓷粉的烧结伸缩曲线，使其与电极匹配，将有助于更容易地与金属电极共同烧结。

设备壁垒

日本的MLCC产业在材料方面表现卓越，同时，其生产设备也独树一帜。在MLCC的制造过程中，涉及到的堆叠机、印刷机、切片机和端银机等设备，往往被日本厂商所主导。这些厂商不仅拥有先进的设备技术，还根据自身对材料特性和制造工艺的深刻理解，对标准化的生产设备进行精细的改造，以满足企业的独特需求。这种长时间的研发与经验积累，使得日本厂商在高端制造领域保持领先地位。

人才壁垒

MLCC的研发与生产涉及电子、材料、化学等多领域的专业知识融合。在此过程中，专业技术人员不仅必须具备深厚的学科背景，还需对上游原材料及下游电子产品行业有全面的了解，并拥有丰富的实战经验。

陶瓷电容器的市场地位和分类在电容器领域， 陶瓷电容器以其紧凑的尺寸、广泛的电压适用范围以及成本优势，稳坐市场半壁江山，其市场份额高达约50%。而在这其中， MLCC凭借其低等效电阻、耐高压耐高温特性、长寿命以及宽电容量范围，更是脱颖而出，占据了超过90%的市场份额。

全球MLCC生产商分为三个层次：日韩大厂领衔第一梯队，中国台湾厂商紧随其后，而中国大陆厂商则位列第三。日本厂商凭借其小尺寸、高容值的产品，占据了56%的市场份额;而中国大陆厂商则主要生产中大尺寸、低容值产品，市场份额为6%。

电容器的基本构造包含两块导体极板及中间的电介质(绝缘体)，它们共同以静电形式储存和释放电能。根据电介质的不同，电容器可分为陶瓷电容器、铝电解电容器、钽电解电容器以及薄膜电容器等类型。在追求小型化的趋势推动下，陶瓷电容器因尺寸小巧、电压范围宽阔且价格亲民，已成为电容器市场中的主导力量，其市场份额更是高达约50%。

陶瓷电容器作为电容器市场中的佼佼者，其种类繁多，其中单层陶瓷电容器(SLCC)、多层陶瓷电容器(MLCC)和引线式多层陶瓷电容器是常见的几种。而MLCC，作为陶瓷电容中的一种重要类型，其制造工艺独特。在生产过程中，印有电极的陶瓷介质膜片被精心叠合，采用错位方式堆叠后，经过高温烧结，一次性形成陶瓷芯片。随后，在芯片两端封上金属层作为外电极，最终构成一个独石结构体，因此MLCC也常被称作独石电容器。

022. 陶瓷电容器的市场份额与MLCC的优越特性

2.1 ▍ 陶瓷电容器的市场份额

陶瓷电容器因 尺寸小巧、电压范围宽阔且 价格亲民，已成为市场主导力量，其市场份额高达约50%。

2.2 ▍ MLCC的优越特性与挑战

MLCC具有众多 优越特性，如：

(1) 容量广：多层堆叠技术使得MLCC能提供比单层电容器更大的电容量。

(2) 小体积：随着智能手机、平板及可穿戴设备的轻薄化趋势，MLCC的超小体积和超薄设计满足了高密度安装的需求。

(3) 低ESR：较小的等效串联电阻意味着元件运行时的自身散热更少，能量更高效地用于设备运作，从而提高运行效率和寿命。

(4) 高电压：陶瓷材料的高温烧结工艺使得MLCC结构致密，具有出色的耐电压特性和广泛的电压范围，适应不同电路需求。

(5) 优高频特性：高品质材料确保MLCC在各个频段都能实现低电阻与阻抗，特别适合高频电路应用。

(6) 无极性：无极性设计简化了装配使用过程。