兼具可靠性@@、小体积@@、大容量@@@@,顺应@@CASE潮流@@不断进化的@@车载@@@@MLCC(一@@)

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电气与电子电路的@@进步与应用范围的@@扩大支撑着@@CASE潮流@@

当下@@,汽车行业掀起一@@股@@CASE潮流@@,正处于百年@@一@@遇的@@变革期@@(图@@1)。所谓@@CASE潮流@@,是指@@汽车常时连接网@@络的@@@@“Connectivity(联网@@@@)”、实现自动驾驶的@@@@“Autonomous(自动化@@)”、刷新移动与运输商务模式@@ “Sharing and Service(分享与服务@@)”、以及@@将主动力源从引擎变为@@马达的@@@@“Electric(电动化@@)”这@@4大方面@@,它们将极大地改变汽车和@@汽车商务的@@形态@@。

汽车行业百年@@一@@遇的@@大变革@@“CASE潮流@@”

图@@1:汽车行业百年@@一@@遇的@@大变革@@“CASE潮流@@”

CASE潮流@@的@@@@4大变化有一@@个@@共同点@@。那就是@@,作为@@实现车载@@功能的@@手段@@,每一@@个@@变化都是以电气与电子技术@@、IT技术的@@应用@@为@@前提的@@@@。如果说@@,迄今为@@止的@@汽车是@@高度机械技术的@@集合体@@@@,那么@@,下一@@代的@@汽车则是@@ “行驶的@@电脑@@”、“半导体块@@”、“移动的@@数据中@@心@@”,将是性质完全不同@@的@@存在@@@@。

现在@@@@,已经出现了一@@台汽车上@@搭载@@100个@@以上@@电子控制单元@@(Electronic Control Unit:ECU)的@@例子@@。为@@了提高汽车的@@便利性@@、舒适性@@、安全性和@@环保性能@@,这@@个@@数量还在@@持续增长@@。而且@@,混合动力车和@@纯电动汽车等电动汽车@@(xEV)已经搭载大量精密控制数百伏高电力的@@电子电路@@。CASE潮流@@将会使得这@@种@@高水准的@@电气与电子电路的@@多样化愈演愈烈@@。

MLCC支撑车载@@电路的@@稳定工作@@,是确保安全性与可靠性的@@关键所在@@@@

用于实现各种@@车载@@功能的@@电气与电子电路并不仅仅由@@CPU、存储器@@、功率器件等半导体芯片构成的@@@@。在@@电气与电子系统中@@@@,还使用了大量用以稳定运行半导体芯片@@、对@@所处理的@@数据信号和@@电源波形进行整理的@@电容器@@和@@电感器@@等被动金宝博@@手机登录@@@@ 。如果没有这@@些被动金宝博@@手机登录@@@@ ,电气与电子系统就无法达成设计的@@效果@@。

在@@数量庞大的@@被动金宝博@@手机登录@@@@ 中@@,多层陶瓷电容器@@@@(Multilayer Ceramic Capacitor:MLCC)是在@@车载@@@@电子与电气系统中@@广为@@应用的@@金宝博@@手机登录@@@@ 之一@@@@。由于@@MLCC可实现小体积@@@@、大容量@@@@,并具有在@@恶劣的@@环境条件下保持稳定性能的@@优点@@,这@@与汽车在@@狭小而严酷的@@空间@@内搭载电气与电子电路的@@要求不谋而合@@。现在@@@@,1辆汽车上@@搭载的@@@@@@MLCC约为@@@@3000~5000个@@。然而@@,即便是作为@@高度电子化典型案例的@@智能手机@@,在@@其最新的@@高端机上@@使用的@@@@MLCC也仅为@@@@1000个@@。如此而言@@,现代汽车简直就是@@“MLCC的@@集合体@@”。今后@@,随着@@CASE潮流@@的@@@@不断深化@@,汽车上@@搭载的@@@@MLCC无论在@@种@@类和@@数量上@@都有可能进一@@步增加@@。

正因为@@应用要求严苛@@,村田@@的@@@@MLCC技术优势更显突出@@

村田@@制作所@@(以下简称@@“村田@@”)是供应约@@40%的@@MLCC的@@行业领头羊@@(图@@2)。如果限定车载@@@@MLCC,则市场份额更高@@,占@@50%。这@@意味着@@,正是由于@@使用@@MLCC的@@技术条件严苛@@,村田@@的@@@@MLCC技术优势才更加突出@@。车载@@MLCC是安装在@@与人的@@性命息息相关的@@设备@@上@@的@@部件@@。所以@@,和@@一@@般的@@民生设备@@所用的@@@@MLCC不同@@,车载@@MLCC对@@高品质和@@高可靠性的@@@@要求更高@@,不在@@同一@@段位@@。能够开发和@@供应车载@@@@MLCC的@@厂商本来就屈指可数@@,而在@@尖端产品@@方面@@@@,村田@@更是处于行业领先地位@@。

村田@@MLCC的@@市场份额@@

图@@2:村田@@MLCC的@@市场份额@@

随着@@CASE潮流@@的@@@@发展@@,汽车上@@将配置更多更先进的@@电气与电子电路@@。当然@@,对@@MLCC的@@技术要求也会水涨船高@@。同时@@,这@@也要求@@MLCC的@@供应商要有稳定供应与汽车安全性和@@可靠性直接相关的@@高级零部件的@@完善的@@生产体制@@。村田@@在@@技术开发和@@生产体制两个@@方面@@,均可以做到@@提供与@@CASE时代所要求的@@@@质与量相符的@@车载@@@@MLCC。今后@@,村田@@将继续以自己的@@技术力@@、生产力@@、支持力来支撑汽车行业的@@大变革@@。

利用一@@条龙生产优势@@,率先开发车载@@@@MLCC

现代汽车使用了大量的@@@@MLCC。MLCC是准确@@、稳定地运行汽车上@@搭载的@@@@各种@@电气与电子电路不可或缺的@@部件@@。车载@@MLCC和@@智能手机中@@的@@@@MLCC一@@样@@,要求小型@@化@@、大容量@@@@。但是@@,由于@@汽车的@@安全性和@@可靠性事关人的@@性命@@,比起民生设备@@使用的@@@@MLCC,车载@@MLCC要求更优先实现更高级别的@@品质@@。村田@@以领先的@@技术和@@生产力@@@@,提供支撑@@CASE时代汽车不断进化的@@@@MLCC。CASE时代所要求的@@@@MLCC是怎样的@@@@?为@@了满足这@@一@@需求@@,技术开发的@@前沿与今后@@的@@发展又将如何@@?我们听一@@听熟悉车载@@市场应用和@@技术动向的@@车载@@@@MLCC商品技术负责人是如何说的@@@@。

左为@@市场营销经理吉田智司@@,右为@@市场营销高级经理吉田高裕@@

左为@@市场营销经理吉田智司@@,右为@@市场营销高级经理吉田高裕@@

汽车是@@“MLCC的@@集合体@@”,也是@@“MLCC的@@博物馆@@”

――CASE时代的@@汽车上@@大约使用了多少@@MLCC呢@@?

现代汽车配置了用于实现各种@@功能的@@电气与电子电路@@,MLCC也被用于各种@@用途@@。MLCC的@@使用数量很多@@,即使是不具备@@自动驾驶功能的@@引擎车@@,也有大约@@3000个@@。如果电动化@@和@@高度的@@自动驾驶功能的@@配置继续深化的@@话@@,MLCC的@@使用量@@肯定还会进一@@步增加@@。举个@@例子@@,某个@@搭载了等级@@@@@@2+*1自动驾驶功能的@@电动汽车@@(BEV: Battery Electric Vehicle)的@@高级车型中@@@@,MLCC的@@使用数量已经达到@@了@@1万个@@@@以上@@@@(图@@3)。

*1 美国汽车产业行业团体@@SAE International根据自动驾驶系统中@@由系统负责判断和@@操作的@@程度@@@@,将等级@@分为@@从@@0到@@5的@@级别来进行定义@@。其中@@@@,等级@@2是指@@“在@@限定条件下由系统控制方向盘和@@加减速@@”的@@程度@@,驾驶基本上@@由司机来进行@@,系统根据情况辅助驾驶@@。等级@@3是指@@“除了紧急情况外@@,基本上@@由系统进行驾驶@@”的@@程度@@。等级@@2+是指@@能够实现比等级@@@@2更高的@@判断和@@控制@@,但基本上@@还是由司机来驾驶汽车的@@系统@@。

搭载了等级@@@@2+自动驾驶功能的@@电动汽车@@(BEV)的@@高级车型中@@@@使用的@@@@MLCC
图@@3:搭载了等级@@@@2+自动驾驶功能的@@电动汽车@@(BEV)的@@高级车型中@@@@使用的@@@@MLCC

――说到@@先进的@@@@MLCC的@@应用@@,智能手机是一@@个@@例子@@。那么@@,手机用的@@@@MLCC和@@车载@@@@MLCC有什么不同@@呢@@@@?

车载@@MLCC追求更高品质@@,品类繁多@@。

首先@@,在@@品质方面@@,车载@@MLCC必须要实现更高段位的@@品质@@,被称为@@@@“车载@@等级@@@@”。产品@@的@@开发和@@生产措施要以@@“零缺陷@@”为@@目标@@,同时@@也要求产品@@的@@使用寿命更长@@。有些手机用@@MLCC是以保证最短使用寿命@@5年@@以上@@@@为@@目标@@进行设计的@@@@。但是@@,车载@@等级@@@@MLCC需要保证@@20年@@以上@@@@。为@@了提高品质@@,即使是同尺寸@@@@、同容量@@的@@@@MLCC,车载@@MLCC也需要更先进的@@技术和@@严格的@@生产体制@@,可以说@@,实现车载@@等级@@@@的@@技术门槛相当高@@。

除了要求更高的@@品质@@,车载@@还需要更多样的@@@@MLCC。智能手机也配置了各种@@各样的@@电子电路@@,其中@@@@使用的@@@@@@MLCC主要是小型@@@@、大容量@@@@的@@产品@@@@@@。与之对@@应的@@是@@,在@@车载@@@@MLCC中@@,与自动驾驶功能和@@联网@@@@相关的@@部分要使用车载@@品质的@@小型@@@@、大容量@@@@产品@@@@。根据联网@@@@@@、自动驾驶功能等的@@应用@@程序的@@不同@@@@,对@@MLCC的@@规格和@@技术要求也各不相同@@。另外@@,xEV的@@主马达的@@驱动@@、控制和@@控制电池的@@部分则需要能够应对@@高电压的@@高品质@@MLCC。

――不久的@@将来的@@汽车@@,从数量而言可以称作@@ “MLCC的@@集合体@@”,从品类而言可以称作@@“MLCC的@@博物馆@@”。随着@@CASE潮流@@的@@@@发展@@,这@@种@@倾向会变得更加明显吗@@?

是的@@@@。随着@@汽车沿着@@CASE潮流@@的@@@@方向不断完善@@,可以想象一@@下由电气和@@电子系统实现的@@功能@@十分完备@@的@@汽车的@@样子@@@@,那就是@@具备@@自动驾驶功能的@@联网@@@@型@@BEV的@@样子@@。为@@了达成这@@个@@目标@@,需要比以往更先进的@@电气与电子电路@@,MLCC的@@搭载数量也会增加@@。当然@@,车载@@MLCC也需要随着@@车载@@应用的@@发展而不断进化@@,同时@@也需要强化供给体制@@,以便与适应需求的@@增加@@。

但是@@,比起现在@@@@@@1辆车@@1万个@@@@MLCC的@@使用量@@,今后@@数量是否进一@@步增加@@,这@@还需要视情况而定@@。如果电气与电子电路的@@零部件数量增加的@@话@@,故障率也会提高@@,所以@@可能会出现以尽可能少的@@@@MLCC来组装高级的@@多功能电路的@@技术开发潮流@@@@。以后可能会需要这@@样的@@解决方案@@,就是以@@1个@@MLCC来实现过去多个@@@@MLCC的@@功能@@。这@@也是@@我们今后@@应该解决的@@课题之一@@@@@@。我们已经开始向顾客建议减少@@MLCC使用量的@@对@@策@@。

关于@@MLCC的@@产品@@@@结构@@,这@@要视我们现在@@@@看到@@的@@应用@@程序的@@发展而定@@,估计应该会稳定在@@一@@定的@@范围内@@。但是@@,如果系统和@@电路构成有什么新发展的@@话@@,可能会有新的@@@@MLCC的@@需求@@。例如@@,在@@BEV逆变器和@@@@DC-DC转换器中@@@@,目前主要使用硅功率设备@@@@。但是@@,如果使用@@SiC(碳化硅@@)*2设备@@和@@@@GaN(氮化镓@@)设备@@的@@话@@,电路的@@规格和@@结构就会发生变化@@,可能就需要新规格的@@电容器@@@@。

*2 SiC和@@GaN可代替硅来制造功率器件@@,能源效率高@@,是备@@受瞩目的@@半导体材料@@。SiC已经被用于电动汽车的@@车载@@充电器@@和@@逆变器中@@@@。GaN作为@@可实现@@AC转换器等小型@@化的@@功率金宝博@@手机登录@@@@ 材料也已投入实用@@。

先进产品@@陆续投放市场@@

――现在@@@@村田@@向市场投放的@@@@MLCC是面向什么用途@@、怎样的@@产品@@@@@@?

我们面向相当广泛的@@用途@@,投入了各种@@各样的@@产品@@@@@@(图@@4)。作为@@与@@CASE潮流@@中@@的@@@@“C”和@@“A”,也就是联网@@@@和@@自动化@@对@@应的@@产品@@@@@@,投入了车载@@等级@@@@的@@小型@@@@、大容量@@@@、低@@电感@@(低@@ESL*3)产品@@。以先进的@@小型@@@@、大容量@@@@产品@@@@为@@例@@,推出@@了尺寸@@@@1608M(1.6×0.8mm)、容量@@10μF、耐压@@6.3V的@@产品@@@@,以及@@3216M(3.2×1.6mm)、47μF、4V产品@@和@@@@3225M(3.2×2.5mm)、100μF、2.5V的@@产品@@@@等@@。这@@些都是村田@@抢先投放市场并引领车载@@@@MLCC小型@@、大容量@@@@化潮流@@的@@@@产品@@@@。

*3  ESL指等效串联电感@@,是表示寄生在@@@@MCC等设备@@容量@@上@@的@@串联交流信号传输的@@困难程度的@@指标@@。

*4  2020年@@12月@@

村田@@车载@@电容器@@产品@@阵容@@
图@@4:村田@@车载@@电容器@@产品@@阵容@@

在@@用于自动驾驶系统的@@电源控制用@@IC周边@@、可减少使用数量的@@低@@@@ESL产品@@方面@@,我们投入了尺寸@@@@1005M(1.0×0.5mm)、1μF、4V和@@尺寸@@@@1608M、10μF、4V的@@3端子电容器@@@@(型号@@:NFM)这@@一@@具有特色的@@产品@@@@@@。这@@也是@@村田@@率先投入市场的@@@@。现在@@@@,随着@@自动驾驶的@@程度@@越来越高@@,CPU的@@处理能力也提高了@@,出现了封装内安装电容器@@的@@需求@@@@。为@@了应对@@这@@样的@@需求@@@@,我们投放了嵌入封装中@@的@@薄型@@(最大厚度@@0.22mm)低@@ESL、尺寸@@050M(0.5×1.0mm)、1μF、4V的@@LW逆转电容器@@@@。

另一@@方面@@,在@@“E”、即电动化@@的@@应对@@中@@@@,作为@@用于给锂离子二@@次电池充电的@@车载@@充电器@@@@*5(OPC)中@@使用的@@@@MLCC,投放了尺寸@@@@3216M(3.2×1.6mm)、C0G(稳定的@@温度特性@@)、10nF、630V的@@产品@@@@,尺寸@@3225M(3.2×2.5mm)、C0G、33nF、630V的@@产品@@@@,以及@@尺寸@@@@5750M(5.7×5.0mm)、C0G、54nF、1kV带金属端子的@@电容器@@@@。

*5  车载@@充电器@@(On Board Charger: OBC)是指@@将家用交流电源转换成直流电@@,对@@电动汽车等搭载的@@电池进行充电的@@装置@@。

――抢先发布的@@产品@@@@很多@@,感觉在@@行业里处于领先地位@@。

的@@确@@,就面向联网@@@@和@@自动驾驶的@@产品@@@@来说@@,村田@@是领先的@@@@。但是@@,对@@于应电动化@@的@@产品@@@@@@,包括@@MLCC以外的@@其他品种@@的@@电容器@@在@@内@@,还存在@@着竞争对@@手领先的@@领域@@。在@@这@@些领域我们要尽早迎头赶上@@@@,这@@是当然@@的@@@@。不过@@,村田@@的@@@@最大优势在@@于高品质@@,车载@@领域最重视也是@@品质@@,所以@@我们希望投放高品质的@@产品@@@@@@。

文章来源@@:Murata官网@@@@

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