MLCC专题报告电动化智能化5G驱动

白癜风治疗哪家医院好 https://wapyyk.39.net/bj/zhuanke/89ac7.html

(报告出品方/作者:兴业证券,谢恒、姚康)

报告综述

MLCC是应用最广泛的基础电子元件。MLCC(片式多层瓷介质电容器)具备体积小、比容大、寿命长、可靠性高、易SMT等优点,广泛用于手机、平板、PC、汽车和消费电子领域。据统计,MLCC年需求量已经超过4.3万亿只,市场规模在亿美金以上。

材料、工艺、设备垂直一体化构筑行业壁垒,集中度较高。MLCC的生产有非常高的壁垒,除了掌握介质薄层化和共烧等核心技术外,对上游粉体制备、配方研究,和基于材料、工艺理解定制设备的能力,都极为关键。也正因为此,日韩厂商在中高端领域获得了几近垄断的地位。国内以三环、风华为代表的龙头厂商,持续进行陶瓷材料、核心工艺和专用设备垂直一体化的探索,国产替代空间巨大。

需求提速、供给受限,行业高景气持续。两大驱动因素拉动MLCC需求加速增长:

1)电动化、智能化、网联化加速,高容值、大尺寸车用MLCC需求迎来爆发式增长(单车3-8倍提升);

2)5G终端、物联网设备出货快速增长,进一步拉动MLCC需求。而供给端的扩产相对稳定,短期东南亚产能仍有疫情干扰,我们测算20-23年供给过剩比例分别为-15%、3%、9%、10%,供需处于紧平衡状态,行业将继续保持高景气,价格具备向上弹性,考虑到目前库存水平较低,这一轮上行周期更为持久。

1、MLCC:应用最广泛的基础电子元件

根据内部是否有源,电子元件分为主动元件和被动元件。一般来说,被动元件不必接电就可以运作,能产生调节电流电压、储存静电、防治电磁波干扰、过滤电流杂质等的功能,主要包括电容、电阻、电感,以及变压器、晶振等。按产值计算,电容、电阻、电感合计占比在90%左右,其中,电容又是用量最大的元件,超过被动元件总产值的65%。

电容的主要功能为滤波、耦合、谐振、旁路等,可细分为陶瓷电容器、铝电解电容、钽电解电容、薄膜电容器四种,针对不同应用领域选择也不同。从产值来看,陶瓷电容是最主要的电容产品,年占比56%,其中,MLCC占陶瓷电容市场93%的份额,相当于一半以上的电容器市场。

MLCC全称片式多层瓷介质电容器,以电子陶瓷材料作为介质,将预制好的陶瓷浆料通过流延方式制成要求厚度的陶瓷介质薄膜,然后在介质薄膜上印刷内电极,并将印有内电极的陶瓷介质膜片交替叠合热压,形成多个电容器并联,并在高温下一次烧结成一个不可分割的整体电子元器件,最后在电子元器件的端部涂敷外电极浆料,使之与内电极形成良好的电气连接,形成MLCC的两极。

MLCC尺寸规格繁多,一般有三种划分标准:按照所采用的陶瓷介质类型,温度特性、材料等特性或SIZE封装大小进行分类。一般来说,中大尺寸高容高耐压的产品应用场景最为广泛,小尺寸通常用于智能手机、手表、耳机等小型化电子产品,超大尺寸封装电容一般用在超高容、超高压的场景。

由于MLCC具有体积小、比容大、寿命长、可靠性高和适合表面贴装等优点,广泛应用于手机、平板、PC、汽车和消费电子领域,手机是用量最大的细分领域,达到35%以上,其次是音视频、iot等消费类电子,PC平板和汽车等。据统计,MLCC年需求量已经超过4.3万亿只,市场规模在亿美金以上。

2、材料、工艺、设备垂直一体化构筑行业壁垒,集中度较高

2.1、MLCC的高壁垒,体现在材料、工艺和设备的垂直一体化

MLCC的生产制造具备非常高的壁垒,调浆、成型、堆叠、均压、烧结、电镀等众多环节,无一不对厂商在陶瓷粉体、成型烧结工艺、专用设备的积累,有着极高的要求。

2.1.1、粉体制备和配方是产品性能和成本的关键

MLCC使用的陶瓷粉体,是在钛酸钡基础粉上添加改性添加剂形成的配方粉。钛酸钡可以作为电介质材料的主要原因在于其常温条件下介电常数较高,但另一方面,钛酸钡也存在缺陷,在常温下钛酸钡材料的损耗角正切值很大,介电常数温度系数也很大,因此未经改性的钛酸钡尚不适合作为电介质。

改性添加剂主要包括稀土类元素,例如钇、钬、镝等,以保证配方粉的绝缘性;另一部分添加剂,例如镁、锰、钒、铬、钼、钨等,主要用以保证配方粉的温度稳定性和可靠性。这些添加剂必须与钛酸钡粉形成均匀的分布,以控制电介质陶瓷材料在烧结过程中的微观结构及电气特征,改性添加物一般占到MLCC配方粉重量的5%。

MLCC所用电子陶瓷粉料的微细度、均匀度和可靠性直接决定了下游MLCC产品的尺寸、电容量和性能的稳定,同样体积下要实现更高的容值,就需要更薄的陶瓷介质达到更多的叠层,即要求陶瓷粉体颗粒足够精细。同时,粉体在MLCC的成本结构中占比在20%-45%之间,粉体的自制也直接影响MLCC的盈利。因此,日本MLCC龙头厂商,都有较高的粉体自制比例。

目前国内外产业化的高纯钛酸钡主要生产方法有:固相法、草酸共沉淀法和水热合成法,后两者都属于液相法。固相法是将等摩尔的高纯碳酸钡(99.8%以上)和二氧化钛(99.9%以上),经球磨、混合、压滤、干燥,再经-℃煅烧而得,反应式为:BaCO3+TiO2→BaTiO3+CO2。

共沉淀法是将等摩尔的可溶性Ba2+、Ti4+混合,在偏碱的条件下,加入沉淀剂中,使Ba、Ti共沉淀,然后经过滤、洗涤、干燥、煅烧后得到钛酸钡粉体,以草酸作为沉淀剂的应用最为广泛。水热法是指在密闭的高压釜中,通过将反应体系水溶液加热至临界温度,从而产生高压环境并进行无机合成的一种方法,具体来说,将含有钡和钛的前体(一般是氢氧化钡和水合氧化钛)水浆体,置于较高的温度和压力下(相对常温、常压),使他们发生化学反应,经过一定时间后,钛酸钡粉体就在这种热水介质中直接生成。

固相法工艺简单,但是颗粒大、化学成分不均匀,共沉淀法产品纯度较高,粒度较小,但也很难达到nm以下,同时洗涤工艺复杂,成本高,钛和钡的摩尔比也很难控制。水热法是目前最主流的制备方法,纯度高、均匀度好、粒度细,可以达到20nm左右,当然温度和压力等反应条件苛刻、技术水平要求较高。

目前能够实现高纯度、精细度和均匀度的钛酸钡粉体制备的厂商以日本和美国为主,日本Sakai化学、日本化学、日本FujiTi、美国Ferro等占据85%左右份额,可以制备nm粒径以下的钛酸钡粉体,国内的国瓷材料,是继Sakai化学全球第二家能成功运用水热工艺批量生产纳米钛酸钡粉体的厂家,市占率在10%左右。

2.1.2、核心工艺和定制设备的能力都需要积累大量的Know-How

除了高精细度钛酸钡粉体制备,介质薄层化技术和共烧技术也是MLCC生产需要掌握的核心技术。在一定的体积上提升电容量是MLCC替代其他类型电容器的有效途径,MLCC的电容量与内电极交叠面积、电介质瓷料层数及使用的电介质陶瓷材料的相对介电常数成正比关系,与单层介质厚度成反比关系。因此,在一定体积上提升电容量的方法主要有两种,其一是降低介质厚度,介质厚度越低,MLCC的电容量越高;其二是增加MLCC内部的叠层数,叠层数越多,MLCC的电容量越高。

目前以村田为代表的日本厂商,已经可以将单层薄膜介质厚度减少至0.5μm以下,叠层在0层以上,而国内的较高水平为3μm左右厚度的薄膜介质。介质薄层化主要使用流延工艺,将浆料均匀涂布在PETFilm上,通过加热干燥方式,形成一定厚度、密度、均一的薄膜。

成型方式的选择、刮刀和基带的距离、挤压机的压力会影响薄膜介质的厚度,基带流速、干燥温度的控制则会影响薄膜介质的均匀度,整个流延工艺中需要积累大量Know-how。同时,厂商需要有设备改造的能力,标准化设备并不足以发挥最大的效能,以核心设备流延机为例,刮刀的选择,DryZone的设计等,都是厂商对陶瓷材料和工艺深刻理解的体现。

关于共烧技术,MLCC元件主要由陶瓷介质、内电极金属层和外电极金属层构成。在生产过程中,陶瓷介质和印刷内电极浆料需进行叠合共烧,因此不可避免地需解决不同收缩率的陶瓷介质和内电极金属如何在高温烧制环节中不分层、开裂的问题,即所谓的陶瓷粉料和金属电极共烧问题。共烧问题的解决,一方面需在烧结设备上进行持续研发;另一方面也需要MLCC瓷粉供应商在瓷粉制备阶段就与MLCC厂商进行紧密的合作,通过调整瓷粉的烧结伸缩曲线,使之与电极匹配良好、更易于与金属电极共同烧结。陶瓷粉体、工艺、设备垂直一体化就更为重要。

2.2、日韩台主导行业格局,国产替代空间广阔

日韩厂商凭借陶瓷粉体材料、核心工艺、专用设备的垂直一体化,在MLCC行业占据了非常高的份额,根据国巨披露的数据,村田以31%的市占率排名第一,其次是三星电机市占率19%,国巨收购Kemet后市占率达到15%,太阳诱电市占率在13%左右,前五大厂商占据85%份额,集中度很高。在性能、可靠性要求最高的车用MLCC领域,日本厂商更是占据垄断地位,村田、TDK、太阳诱电等日厂市占率在90%左右。

国内MLCC领域玩家主要有三环集团、风华高科、宇阳和微容,目前按产值计算,市场份额合计4%左右,以三环集团为代表的厂商,持续进行陶瓷材料、核心工艺和专用设备垂直一体化的探索,国产替代空间巨大。

3、需求提速、供给受限,行业高景气持续

3.1、电动化、智能化和5G渗透拉动MLCC需求加速增长

在当前时点,我们认为两大驱动因素将带动MLCC行业快速增长:1)电动化、智能化、网联化加速,车用MLCC需求迎来爆发式增长;2)5G终端、物联网设备出货快速增长,进一步拉动MLCC需求。

3.1.1、汽车电子化驱动下,高容值、大尺寸车用

MLCC迎爆发式增长汽车电子化驱动车用MLCC用量3-8倍提升,价值量5-10倍提升。根据村田披露数据,传统燃油车MLCC用量在颗左右,LV2等级的HEV用量在颗以,而LV3等级的电动车MLCC用量在00颗以上,超过传统燃油车的3倍,LV4等级及以上的电动车用量在颗左右。

其中,动力系统、ADAS系统是用量最大的两个部分,安全、娱乐和其他模块则具体看配置。根据我们测算,在电动化、智能化带动下,车用MLCC需求量有望实现25%以上的复合增长,在年达到1.1万亿颗以上。

首先是电动化,年下半年以来,国内和欧洲市场新能源车销量迎来快速增长,预计年全球新能源车销量万辆以上,同比增长超过60%,国内和欧洲市场分别达到万辆。根据德勤的预测,年全球新能源汽车渗透率将达到30%左右。

新能源汽车能显著拉动MLCC的使用需求,来自于其核心的三电系统:电机系统、电控系统和电池系统,包括电动引擎、控制器、直流转换器、逆变器、电池管理系统(BMS)、充电系统等,主要使用高介电常数MLCC,电容量较大,比如X7R。以BMS系统为例,BMS负责监控电池的电压、电流、温度和整体状况,保护电池不过分充电,电路中需要MLCC帮助抑制电磁干扰和射频干扰,同时要满足耐高温和系统微型尺寸的要求。根据拆解不难发现,ModelX的电池板中使用了大量的MLCC。

其次智能化方面,ADAS的渗透率正快速提升,ADAS在提高驾驶安全性方面发挥着重要作用,支持这类功能的IC越来越多,为了抑制噪声,需要使用更多平滑去耦MLCC。出于节省更多的空间的目的,小型化、高电容的MLCC需求不断增加,一般来说ADAS部分增加0-颗MLCC用量。

同时,随着自动驾驶程度的提高,相比LV1,LV4的ADAS系统在超声传感器、摄像头、雷达和光线探测和测距(LiDAR)四个模块的数量都会翻倍增长,进一步拉动MLCC用量。从TESLARATI的拆解可以看出,Model3的ADAS模块上铺满了各种尺寸的MLCC,总计用量在颗左右。

在具体要求上,车用MLCC,特别是新能源车动力系统和ADAS系统,以大尺寸、高容值、高可靠性产品为主。车用MLCC尺寸基本在以上,5和是两种主要规格,Tesla的Model3中则大量使用了规格的产品,村田也推出了M/47μF和M/μF车用高容MLCC。

根据村田的测算,随着电动化、智能化加速渗透,高容值MLCC用量5年内会有接近翻倍增长,高可靠性MLCC用量会有近3倍提升。

3.1.2、5G终端和ioT出货快速增长,进一步拉动MLCC需求

智能手机的功能创新持续带动MLCC单机需求量快速提升。智能手机的新功能如无线充电、快充技术、屏下指纹、TOF摄像头等新应用使得手机结构更加复杂,新增的模块需要更多的被动元件进行稳压、稳流和过滤杂波。以无线充电为例,通过电容和电感配套形成的谐振电路来产生感应电流进行充电的,这就需要大幅增加电感和电容的使用量。

比较各代iPhone的MLCC使用量,由初代iPhone用量为个,iPhoneX则增加至1个,未来随着智能手机新功能的不断增加,我们判断MLCC的单机使用量有望持续增加。

同时,通信制式的升级也大幅拉动MLCC的用量。2G手机MLCC用量约为个,4G手机用量为-个,随着5G手机开始渗透,手机的频段增加,需要新增射频前端模块,每个射频前端模块都需要使用大量的MLCC,单台手机的被动元件用量有望大幅提升,预计提升幅度在20%-30%。

另外,物联网设备出货量的快速增长,提供了新的增长空间,根据IoTAnalytics数据,目前物联网连接数在亿以上,并以20%以上的复合增速增长。村田测算,智能机和新终端MLCC用量5年后有望接近翻倍。

3.2、供给端平稳增长叠加部分产能受限,行业持续高景气

根据我们统计,年全球主要MLCC厂商产能合计在4亿颗/月以上,主要集中在村田、三星电机、国巨、太阳诱电、华新科等厂商,厂区主要分布在日本、韩国、中国台湾、大陆、马来西亚和菲律宾等地。

中国大陆是MLCC的主要生产地,产能占比超过50%,日、韩、中国台湾等占比30%左右,菲律宾和马来西亚有日韩厂商16%的产能。根据我们测算,在5G手机换机和汽车电动化、智能化加速渗透驱动下,MLCC在20-23年需求增速分别为6%、18%、12%和10%,从各个厂商扩产规划来看,20-23年增速分别为12%、12%、11%、10%,考虑到20、21年东南亚疫情以及20年日韩疫情相对严重,我们修正供给增速为-19%、43%、19%、10%,按照90%稼动率计算,20-23年供给过剩比例(计算公式为:供给/需求-1)分别为-15%、3%、9%、10%。

因此20年MLCC行业景气度持续提升,21年需求端5G手机、新能源车加速渗透驱动下,供给端东南亚仍有疫情干扰,供需处于紧平衡状态,我们判断MLCC行业将继续维持高景气度,价格具备向上弹性。

4、重点企业分析(详见原报告)

三环集团:被动元件业务景气度的持续提升和公司产能的不断扩张。

风华高科:下游汽车电子和5G、物联网对MLCC需求的拉动,公司的产能扩张有望加速国产替代进程,进一步贡献业绩。

洁美科技:公司业绩的快速增长主要得益于汽车、家电等需求复苏,5G终端、电动车加速渗透进一步拉动下游被动元件需求,行业景气度持续提升。

5、风险提示

下游需求疲软:MLCC行业的景气度一定程度上依赖于下游需求的情况,如果下游需求疲软,相关公司的业绩增长也会受到不利影响。产品价格下滑:MLCC的价格直接影响相关公司的收入和利润情况,如果产品价格下滑,会对业绩造成不利影响。5G终端、新能源车增速放缓:5G终端和新能源车是MLCC的重要应用领域,如果5G终端和新能源车增速放缓,MLCC市场规模及相关公司业绩的增长将不具有可持续性。

(报告观点属于原作者,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

精选报告来源:。




转载请注明:http://www.aierlanlan.com/rzdk/4728.html