除了晶片,國內年消耗數以萬億計電容電阻,竟被日企把持

2021-01-19 藍海長青智庫

作者:高博


前段時間由於中興的事情,晶片被空前的關注。而一部手機中除了晶片,還有數百個電阻電容,最好的消費級電容和電阻,幾乎都來自日本。



中國是最大的基礎電子元件市場,一年消耗的電阻和電容,數以萬億計。一大半市場份額被日本佔據,臺灣地區位居次席,而中國大陸的產品多屬於中低端。



手機、電腦、家用電器、汽車等等消費類電子行業是電容電阻的最大用戶,基礎電子元件一批次可生產百萬件,一致性對質量控制極端重要。



普通民用的電阻和電容有兩大特點:第一,需求量極大,每個電路板少則用幾十顆,多則用幾千顆。第二,價格極其低廉,貼片電阻和電容都是用紙帶包裝卷在圓盤上賣,國產貨通常五千顆、一萬顆一卷的賣十幾元到幾十元。



無論這類元器件有多便宜,只要焊到你的電路板上,有一顆壞了就會讓你整個電路板報廢。所以,我們的電子產品生產大廠,儘量避免使用國內小廠的電阻電容產品,寧願使用進口的如日本TDK,韓國三星等名牌廠家的產品,因為實在承擔不起損壞的風險。


TDK和三星等名牌廠家的電阻電容,雖然他們的生產廠投資都不像集成電路那麼大,我國中小企業一樣能投資得起,但在材料配比,生產工藝方面人家也有長期的積累,人家就是能生產幾百億顆都保證質量的一致性,次品率極低,這是國內廠家所達不到的。



MLCC是消費電子行業用量最大的基礎元件,也是日本企業的強項。目前日本的MLCC產品可以做到1000層,中國產品在300層左右。


MLCC(多層片式陶瓷電容器)是由印好電極(內電極)的陶瓷介質膜片以錯位的方式疊合起來,經過一次性高溫燒結形成陶瓷晶片,再在晶片的兩端封上金屬層(外電極),從而形成一個類似獨石的結構體。



MLCC米粒大小,是一個內有電極的陶瓷塊兒,是幾百層陶瓷和幾百層金屬疊壓起來的。電容的原理是兩電極夾一層絕緣介質,以儲存電荷。介質層越薄,電容數值越大。



MLCC製造過程:首先陶瓷粉末漿被刮刀攤平成厚度約1微米塗層,再敷上去一層金屬粉末漿,最後將一大張薄膜被疊壓、烘乾、燒成瓷。MLCC很脆弱,同一種規格的產品,大品牌可能細節更優秀,更不易機械損壞。


「積層陶瓷電容器」圖片來自於WikiMedia


生產電容的企業,一般也生產電阻和電感等「被動元件」,工藝有相通之處。如消費電子產品用量最大的電阻:薄膜電阻,只有牙籤頭大小,以陶瓷為基底鍍膜製造,工藝稍不精細,指標大打折扣。



材料是中國電子元件企業的短板:陶瓷漿涉及鈦酸鋇和氧化鈦諸多陶瓷材料,還混合了有機膠等等,電極漿則混合了鎳粉、銅粉和樹脂等等,配方都需要鑽研。質量最高的陶瓷漿和電極漿產自日本公司。日本巨頭如村田和京瓷,從做材料起家,後來才製造電子元件。


根據業界估計,隨著手機更輕薄和頻段更多,體積小性能好的元件用量會大大上升,iPhone使用的MLCC是手機中最多的,最新的iPhone要用上千顆。電腦和電視的用量比手機只大不小。



汽車(尤其是電動汽車)使用的電容和電阻更多,且元件質量要求苛刻,因為衝擊、溫度、粉塵和腐蝕等條件更惡劣,且不能有安全隱患。車用元件市場大,但技術門檻很高,未來可能會繼續被日本巨頭把持。


總體來說,我國電子元器件行業近年來進步很大,尤其在軍用電子元器件上,但是行業整體仍然面臨很多挑戰,不缺錢,主要缺技術積累,缺人才,仍然需要很長時間才能趕上世界先進水平。


來源:機械cax360(ID:cax-360)、中國科技網、直觀學機械



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