多層片式陶瓷電容器在 5G 基站 Massive MIMO 天線中的應用具有特殊性,Massive MIMO 天線需集成大量天線單元,每個單元都需要 MLCC 進行信號濾波和阻抗匹配,因此對 MLCC 的小型化、高頻特性和一致性要求極高。為適配天線設計,這類 MLCC 多采用 0402 甚至 0201 超小封裝,同時具備優異的高頻性能,在 2.6GHz 頻段下損耗角正切需小于 0.3%,以減少信號衰減;此外,由于天線單元數量多,MLCC 的一致性至關重要,同一批次產品的電容量偏差需控制在 ±1% 以內,避免因參數差異導致天線波束賦形精度下降。目前 5G 基站用 MLCC 主要采用 I 類陶瓷介質,部分產品還會進行高頻阻抗優化,確保在多天線協同工作時,信號干擾控制在低水平。多層片式陶瓷電容器的陶瓷介質分為I類和II類,適用場景不同。品牌商低損耗多層片式陶瓷電容器無線充電系統
MLCC的全球市場格局呈現 “ 集中、中低端競爭” 的態勢, 市場由日本村田、TDK,韓國三星電機主導,村田的車規級 MLCC 全球市占率超過 35%,其開發的 - 55℃~+175℃高溫 MLCC,可適配新能源汽車發動機艙的極端環境;三星電機則在高頻 MLCC 領域,其 5G 基站用 MLCC 的 ESR 可低至 5mΩ 以下,支持 26GHz 毫米波頻段。中國臺灣地區的國巨、華新科在消費電子 MLCC 市場占據優勢,國巨通過收購基美、普思等企業,實現了從 01005 到 2220 封裝的全系列覆蓋。中國大陸企業如風華高科、三環集團近年來加速追趕,在中低端 MLCC 市場(如消費電子充電器、小家電)的市占率已超過 20%,同時加大車規級 MLCC 研發投入,部分產品已通過 AEC-Q200 認證,逐步打破國際企業的壟斷。線下可靠性強多層片式陶瓷電容器無線充電系統無鉛化多層片式陶瓷電容器采用錫銀銅合金鍍層,符合RoHS環保指令。
MLCC 的原材料供應鏈對行業發展至關重要,其主要原材料包括陶瓷粉末、內電極金屬粉末、粘結劑、溶劑、外電極金屬漿料等,其中陶瓷粉末和內電極金屬粉末的質量直接決定了 MLCC 的性能。陶瓷粉末方面,高純度的鈦酸鋇、鈦酸鍶鋇等粉末是制備高性能 MLCC 的基礎,目前全球陶瓷粉末市場主要由日本住友化學、堺化學等企業掌控,這些企業能提供高純度、粒徑均勻的陶瓷粉末,保障 MLCC 的介電性能穩定性。內電極金屬粉末方面,鎳粉、銅粉的純度和粒徑控制要求嚴格,日本 JX 金屬、住友金屬等企業在不錯的品質內電極金屬粉末供應上具有優勢。近年來,中國大陸原材料企業也在加快技術研發,逐步實現陶瓷粉末、內電極金屬粉末的國產化替代,降低對進口原材料的依賴,為 MLCC 產業的自主可控發展提供支撐。
多層片式陶瓷電容器的陶瓷介質材料迭代是其性能升級的驅動力,不同介質類型決定了 MLCC 的特性與應用邊界。I 類陶瓷介質以鈦酸鈣、鈦酸鎂為主要成分,具有極低的溫度系數,電容量隨溫度變化率可控制在 ±30ppm/℃以內,適合對精度要求嚴苛的射頻振蕩電路、計量儀器等場景;II 類陶瓷介質則以鈦酸鋇為基礎,通過摻雜鍶、鋯等元素調節介電常數,介電常數可高達數萬,可以在小尺寸封裝內實現高容量,普遍用于消費電子的電源濾波電路。近年來,為平衡精度與容量,行業還研發出介電常數中等、溫度穩定性優于普通 II 類的 X5R、X7R 介質,其電容量在 - 55℃~+85℃/125℃范圍內衰減不超過 15%,成為汽車電子、工業控制領域的主流選擇。通信設備用多層片式陶瓷電容器需保證在高頻下信號傳輸的穩定性。
MLCC 的容量衰減問題是影響其長期可靠性的重要因素,尤其是 II 類陶瓷 MLCC,在長期使用或特定工作條件下,電容量可能會出現一定程度的下降,若衰減過度,可能導致電路功能失效。容量衰減的主要原因與陶瓷介質的微觀結構變化有關,II 類陶瓷介質采用鐵電材料,其電容量來源于電疇的極化,在高溫、高電壓或長期直流偏置作用下,電疇的極化狀態可能會逐漸穩定,導致可極化的電疇數量減少,從而引起容量衰減。為改善容量衰減問題,行業通過優化陶瓷介質的配方,例如添加稀土元素調整晶格結構,增強電疇的穩定性;同時,改進燒結工藝,使陶瓷介質的微觀結構更均勻致密,減少缺陷對電疇極化的影響。此外,在應用過程中,合理選擇 MLCC 的類型和參數,避免長期在超出額定條件的環境下使用,也能有效減緩容量衰減速度。消費電子領域對多層片式陶瓷電容器的需求推動其向小尺寸、低成本方向發展。薄型多層片式陶瓷電容器汽車電子電路
低溫型多層片式陶瓷電容器引入稀土元素,優化晶格結構提升低溫性能。品牌商低損耗多層片式陶瓷電容器無線充電系統
通信設備是 MLCC 的應用領域之一,包括基站設備、路由器、交換機、光通信設備等,這些設備需要在高頻、高功率的工作環境下穩定運行,對 MLCC 的高頻特性、低損耗、高可靠性提出了嚴格要求。在基站設備中,MLCC 用于射頻前端電路、功率放大電路和信號處理電路,實現信號濾波、阻抗匹配和電源去耦,確保基站的信號傳輸質量和覆蓋范圍;在光通信設備中,MLCC 用于光模塊的電源管理和信號調理電路,保障光信號的穩定傳輸和轉換。隨著 5G 通信技術的普及,通信設備的工作頻率大幅提升,對 MLCC 的高頻性能要求更高,需要 MLCC 在高頻段具有較低的寄生參數(如寄生電感、寄生電阻)和穩定的電容量,以減少信號衰減和干擾,提升通信設備的整體性能。品牌商低損耗多層片式陶瓷電容器無線充電系統
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