陶瓷电容器又称为瓷介电容器或独石电容器。顾名思义,瓷介电容器就是介质材料为陶瓷的电容器。根据陶瓷材料的不同,可以分为低频陶瓷电容器和高频陶瓷电容器两类。
陶瓷电容器又称为瓷介电容器或独石电容器。顾名思义,瓷介电容器就是介质材料为陶瓷的电容器。根据陶瓷材料的不同,可以分为低频陶瓷电容器和高频陶瓷电容器两类。按结构形式分类,又可分为圆片状电容器、管状电容器、矩形电容器、片状电容器、穿心电容器等多种。
它的外形以片式居多,也有管形、圆形等形状。陶瓷电容器是以陶瓷材料为介质的电容器的总称。其品种繁多,外形尺寸相差甚大。按使用电压可分为高压,中压和低压陶瓷电容器。按温度系数,介电常数不同可分为负温度系数、正温度系数、零温度系数、高介电常数、低介电常数等。此外,还有I型、II型、III型的分类方法。一般陶瓷电容器和其他电容器相比,具有使用温度较高,比容量大,耐潮湿性好,介质损耗较小,电容温度系数可在大范围内选择等优点。广泛用于电子电路中,用量十分可观。
随着电子工业的高速发展,迫切要求开发击穿电压高、损耗小、体积小、可靠性高的高压陶瓷电容器。近20多年来,国内外研制成功的高压陶瓷电容器已经广泛应用于电力系统、激光电源、磁带录像机、彩电、电子显微镜、复印机、办公自动化设备、宇航、导弹、航海等方面。高压陶瓷电容器的瓷料主要有钛酸钡基和钛酸锶基两大类。
制造业是供给侧结构性改革的主要领域,基础电子元器件是中国制造业转型升级、提质增效的关键核心产品。据资料显示,2021年中国制造业增加值为313797.2亿元,同比增长17.8%。
传统的MLCC由于采用昂贵的钯电极或钯银合金电极,其制造成本的70%被电极材料占去。包括高压MLCC在内的新一代MLCC,采用了便宜的贱金属材料镍、铜作电极,大大降低了MLCC的成本。但是贱金属内电极MLCC需要在较低的氧分压下烧结以保证电极材料的导电性,而过低的氧分压会带来介质瓷料的半导化倾向,不利于元件的绝缘性和可靠性。村田制作所先后开发出几种抗还原瓷料,在还原气氛下烧结,制成的电容器的可靠性可与原先使用贵金属电极的电容器相媲美,这类电容器一面世便很快进入市场。目前,贱金属化的Y5V组别电容器的销量已占该组别MLCC的一半左右,另外正在寻求扩大贱金属电极在其他组别电容器上的应用。
我国在这方面也有显著进展。清华大学与元器件厂商合作用化学方法制备高纯钛酸钡纳米粉(20~100 nm),通过受主掺杂和双稀土掺杂构建“核一壳”结构来提高材料高温抗还原性和实现温度稳定特性,研制出一系列具有自主知识产权的温度稳定型高性能纳米/亚微米晶抗还原钛酸钡瓷料,所研制的材料配方组成、制备方法具有独创性,材料综合性能居国际领先水平。其中高性能X7R(0302)贱金属内电极MLCC瓷料室温相对介电常数高达3 000,陶瓷晶粒尺寸小于300 nm,容温变化率小于±12%,介电损耗小于2.5×10-2,绝缘电阻率约为1013 Ω·cm。MLCC击穿场强大于70 MV/m。已制备出超薄层贱金属内电极MLCC产品,陶瓷介质单层厚度约为3 μm。
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。随着我国陶瓷电容器的不断发展,市场规模也随之不断扩大。数据显示,2020年我国陶瓷电容器市场规模约为615亿元,同比增长6.4%。
根据中研普华产业研究院发布的《2023-2028年中国陶瓷电容器行业深度调研与发展趋势预测研究报告》显示:
从电容器整体市场情况来看,陶瓷电容器市场是我国电容器最大的细分市场,其中片式多层陶瓷电容器是世界上用量最大、发展最快的陶瓷电容器。2020年中国陶瓷电容器占整个电容器市场规模的53.2%,其中片式多层陶瓷电容器占比达49.5%。随着5G、汽车电子、物联网渗透率的提高,片式多层陶瓷电容器需求将继续增长。
MLCC即片式多层陶瓷电容器,也叫独石电容器。它是我国乃至世界上用量最大、发展最快的陶瓷电容器。随着近年来汽车电子、消费电子、5G等产业的不断发展,MLCC市场规模也迅速增长。根据显示,2020年我国MLCC行业市场规模为460亿元,同比增长5%;占全球市场规模的45.23%。
由于技术等方面的原因,使得我国陶瓷电容器主要以进口为主,其中片式多层陶瓷电容器占据绝大部分。据资料显示,2021年我国陶瓷电容器进口量为2.85万吨,同比增长15.9%;进口金额为101.41亿美元,同比增长20.7%。从进口金额细分种类情况来看,2021年我国片式多层瓷介质电容器进口金额为97.3亿美元,占总进口金额的95.95%;单层瓷介质电容器进口金额为1.79亿美元,占比为1.77%;其它多层瓷介质电容器进口金额为2.32亿美元,占比为2.28%。
从进口来源地区情况来看,2021年我国陶瓷进口金额占比前三的地区为日本、中国和中国台湾,占比分别为36.6%、24%和11.8%。从出口方面来看,随着我国陶瓷电容器技术的不断提升,我国陶瓷电容器出口量及金额也随之不断增加。2021年我国陶瓷电容器出口量为2.07万吨,同比增长33.5%;出口金额为56.65亿美元,同比增长34.5%。
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