MLCC设备行业研究：进口替代从零开始，MLCC设备新星崭露头角
（报告出品方/作者：华西证券，俞能飞）
1 MLCC是应用极为广泛的被动元器件
1.1 MLCC是应用极为广泛的被动元器件
电子元器件分为主动电子元器件和被动电子元器件两大类。被动电子元器件是只消耗元器件输入信号 电能的元器件，本身不需要电源就可以进行信号处 理和传输，又被称为无源器件；而主动电子元器件 需有器件提供相应的电源，又被称为有源器件。
电容是应用广泛的被动元器件，主要作用是充放电荷。根据电介质的不同，电容器可以分为陶瓷电容 器、铝电解电容器、钽电解电容器和薄膜电容器等 。陶瓷电容器因为具备体积小、电压范围大等特点 ，目前在电容器市场中占据超过一半的市场份额。
陶瓷电容器可以分为单层陶瓷电容器（SLCC）、多层陶瓷电容器（MLCC）和引线式多层陶瓷电容。单 层陶瓷电容器即在陶瓷基片两面印涂银层，然后经 低温烧成银质薄膜作极板后制作而成，其外形以圆 片形居多。多层陶瓷电容器则采用多层堆叠的工艺 ，将若干对金属电极嵌入陶瓷介质中，然后再经高 温共烧而形成，其又可以分为引线式多层陶瓷介电 容器和片式多层陶瓷电容器。
MLCC是主要的陶瓷电容器。多层陶瓷电容器具有电 容量范围大、体积小等优势，已成为主要的陶瓷电 容器。根据前瞻产业研究院数据，多层陶瓷电容市 场规模占整个陶瓷电容器的93%。
MLCC具备多种优点，得到广泛应用。MLCC除具有电容器“隔直通交”的特点外，还具有体积小、电 容量大、频率特性好、工作电压和工作温度范围宽、无极性等优点，是噪声旁路、电源滤波、储能、微 分、积分、振荡电路等的基本元件，被广泛应用于消费电子、汽车电子、航天航空、船舶、兵器、医疗 设备、轨道交通等领域。
MLCC下游移动终端、汽车、军工应用占比最高。根据智多星顾问数据，2020年MLCC在移动终端、 汽车、军工领域的应用占比分别为33.3%、13.8%、12.3%，合计占比约59.4%。
技术发展方向。随着电子整机不断向小型化、大容量化、高可靠性和低成本的方向发展。MLCC技术也 持续发展和升级，朝着尺寸小型化、大容量化、高频化等方向发展。
1.2 受车载和5G推动，行业未来几年稳步增长
新四化推动汽车电子市场需求增长。电动化、智能化、网联化、共享化已成为汽车产业的升级方向，其 中电动、智能和网联都是通过各种电子元器件组成的功能模块实现的，而MLCC作为使用数量最多的被 动元器件之一，随着汽车产业的升级，车规级MLCC的需求不断增加。根据中国电子元件协会数据，纯 电动车的MLCC单车用量约为18000个，使用数量远超传统的燃油车。
车规级MLCC质量要求高。由于被动元件是在狭小而严苛的汽车内部环境中使用，对温度、湿度、气候 、抗震等适应能力要求很高。以MLCC的工作温度范围为例，消费类MLCC最高工作温度一般是85°C至 125°C，但车规级MLCC一般要求最低125°C。此外，车规级MLCC的寿命要求也明显增加。消费类 MLCC的寿命要求一般为3-5年，但是车规级MLCC的寿命要求15年以上。
汽车用MLCC需求有望稳步增长。根据智多星顾问数据，2020 年全球汽车用 MLCC 需求量约为 3790 亿只，同比增长 9.1%；预计到2025 年全球汽车用 MLCC 需求量将达到 4730 亿只， 五年平 均增长率约为 4.6%。2020 年中国汽车用 MLCC 需求量约为 1240 亿只，同比增长 27.2%，2025 年中国汽车用 MLCC 需求量将达到 1630 亿只，五年平均增长率约为 5.7%。
5G推动MLCC市场需求增长。手机产品功能的复杂化、多元化及5G通信技术的普及，带动消费电子被 动元件需求增加。根据新莱福招股书（申报稿），5G手机中MLCC单机用量将上升至1000颗以上，而 传统手机的MLCC单机用量仅为290～350颗。根据村田的预测数据，随着5G的发展，智能手机、基站 等对MLCC需求都将持续增长。
同时5G对MLCC产品提出了更高的要求。1）5G设备频率更高，带宽更宽，对MLCC的高频性能要求更 高；2）5G基站布局更密，体积更小，使得MLCC向小型化转变；3）5G数据运算增加，功耗大容易造 成局部高温，对MLCC的工作温度上限要求提升，同时也需要更高的耐电压。
全球MLCC千亿市场。根据智多星顾问数据，2020 年全球MLCC市场规模为1017亿元。根据中国电子 元器件协会数据，2019年中国MLCC市场规模规模 约为438亿元，是全球最大的MLCC市场。
MLCC出货量稳步增长。根据 Paumanok数据， 2011-2019年全球MLCC出货量由2.3万亿只增长至 4.49万亿只，CAGR约8.72%。
根据智多星顾问预测，预计到2025年，全球MLCC 市场规模将达到1,490亿元，2020-2025年复合增 长率约为7.9%。（报告来源：未来智库）
2 生产流程与设备详解
2.1 MLCC生产流程及对应设备
MLCC的生产流程：MLCC是通过陶瓷电介质和金属内电极交替堆叠并经共烧而成。两个相邻的内电极 构成一个平板电容，一个MLCC就相当于若干个这样的平板电容器并联，因此层数，介质材料的厚度及 介电常数决定了整个MLCC的容量。
2.2 重点工艺
流延
配料：制备瓷浆，主要设备为球磨机和砂磨机。配料是将陶瓷粉、粘合剂及溶剂和各种添加剂按一定比 例经过一定时间的球磨或砂磨，形成均匀、稳定的瓷浆。瓷浆一般由瓷粉、溶剂、分散剂、粘合剂、增 塑剂、消泡剂等组成。主要设备为球磨机和砂磨机。
球磨机：是物料被粉碎后，再进行粉碎的关键设备，适用于粉末各种设备及其他物料。设备工作时，通 过球磨作旋转运动使罐内介质被提起后呈倾流状态滚边滑下，球体相互碰撞或相互摩擦，使得瓷浆料中 的大颗粒解聚，同时使球间的浆料处于高度流动状态，使瓷浆得到分散。
砂磨机：砂磨机属于湿法超细研磨设备，是从球磨机发展而来。利用泵将预先在浆料桶内经搅拌混合的 瓷浆输入密闭的研磨腔体内，与高速转动的研磨介质接触，通过碰撞、摩擦和剪切作用达到加快磨细微 粒和分散聚集体的目的。多次循环后，使瓷浆达到要求的细度和很窄的粒度范围。
流延：将瓷浆通过流延机的浇注口，使其涂布在绕行的有机硅薄膜上，从而形成一层均匀的瓷浆薄层， 再通过热风区（将瓷浆中绝大部分溶剂挥发），通过加热干燥方式，形成具有一定厚度、密度且均匀的 薄膜（一般膜片的厚度在1um-20um之间）。
成型过程中流延挤出方式分为两种。On roll方式一般适用于厚膜，是缝口模头挤出方式，使后滚轴的中 心对上模具的喷口处；Off roll方式一般用于薄膜，是模具喷出口在后滚轴中心线的上方，基材在没有接 触后滚轴处被涂覆上浆料，这种方式也称气垫法或张网法。
印刷：通过丝网版将内电极浆料印刷到陶瓷膜片上，烘干后得到清晰、完整的介质膜片。
印刷的方法包括凸版印刷、凹版印刷、平板印刷和丝网印刷。其中丝网印刷具有设备工装成本低，内浆 利用率高浪费少，电极图案渗边少，丝网设计灵活等优点，因此应用更为广泛。
叠层：将印刷好的介质膜片一张一张按一定错 位整齐叠合在一起使之形成厚度一致的巴块。 叠层时底部和顶面还需要加上陶瓷膜保护片， 以增加机械强度和提高绝缘性能。该道制程需 要管控的是叠层时的温度、压力、时间，以及 错位位置的对位管控和环境的洁净度等，所以 也需要在无尘室里面完成。
叠层工艺对叠层机的可叠层数和叠层精度要求 很高，国内企业的堆叠层数与日韩相比仍有差 距，目前高端的叠层机仍以进口为主。
烧结：MLCC的一道核心工序是烧结，以1000℃以上的温度将陶瓷生坯烧结成瓷。烧结可以使排胶后的 芯片成为内电极完好，致密性好，尺寸合格，高机械强度和优良电性能的陶瓷体，可分为两个阶段：致 密化阶段与再氧化阶段。
MLCC对烧结炉性能按要求严格。MLCC的烧结是陶瓷和含有金属的内电极共烧的，而二者开始收缩的 温度和收缩率是不同的。极限的高端MLCC产品，单层陶瓷介质上只有3-5个陶瓷颗粒，最多要叠几百到 一千层，内部结构的变化非常容易导致产品内部出现裂纹，因此烧结炉的升温速率、控温精度和合理的 烧结工艺的制定非常关键。
MLCC的测试包括性能测试、外观测试。
首先需要对电容产品的容量、损耗、绝缘、耐压四个方面的性能进行检测。另外还需要对产品的外观进行检测，采用高速光学筛选设备，利用机器视觉技术进行自动化测试，采用 的设备为六面检测机。之后需要对MLCC进行打包测试，采用的设备为测包机。
电子元器件外观检测对设备的精度和速度要求高。元器件在进入电路板之前需进行一次全方位检测，由 于元器件体积很小，一般为毫米级别，并且检测数量庞大，因此对检测设备的检测精度和检测速度提出 较高要求，目前先进的六面检测机每分钟检测数量超过1万颗。
六面检测机工作原理：检测的过程具体包括：材料导正、高清拍照、快速分析、精准分类。检测设备先 通过导正机构将被检测的元器件对齐排列，响应速度为毫秒级。设备玻璃盘面上有六个工站，每个工站 配有一个光学成像的放大镜，排列好的元器件排队经过每个工站，光学系统对每颗元器件进行拍照，然 后设备自动分析元器件是否存在缺陷，之后高速电磁阀会对元器件进行精准分类。
2.3 MLCC设备市场空间测算
根据风华高科公告，祥和工业园建设项目拟投资额为75亿元，其中 设备购置及安装费用共54.94亿元，预计将实现高端MLCC新增年产 能规模约5400亿只。
MLCC产量：2019年全球MLCC产量为4.49万亿只，根据中电元协 的市场规模数据，粗略假设产量与规模同比例变动，2021年全球 MLCC产量=4.49*（1148/963）=5.35万亿只。 据此测算 ， 全 球 MLCC 设 备 的 保 有 量 市 场 规 模 =53500/5400*54.94=544亿元。 假设全球MLCC按照每年10%速度扩产，存量产线更新周期为10年 ，则MLCC设备年新增市场规模约544*（10%+10%）=109亿元。
3 国内企业积极扩产，设备商迎发展机遇
3.1 行业格局集中，进口替代空间大
从生产技术水平来看，全球MLCC厂商可以分为三个梯队： 第一梯队是以村田、TDK、太阳诱电为代表的日本企业，其产品覆盖小尺寸低容、小尺寸高容、大尺寸 低容和大尺寸高容四个领域，具备较强的技术与规模优势。 第二梯队是以三星电机、国巨、华新科为代表的韩国和中国台湾企业，MLCC产能规模较大，但技术水 平相比日系厂商仍存在一定差距。 中国大陆风华高科、三环集团、宇阳科技、火炬电子、鸿远电子和微容科技等企业则位列MLCC第三梯 队，在技术和规模两方面与一、二梯队均存在差距。
行业集中度高，2020年CR5市场份额为79%。村田、三星机电等日韩企业深耕MLCC多年，凭借多年积 累的材料、工艺、设备等积淀，在MLCC市场处于优势地位并占据较高市场份额。根据智多星顾问数据 ，2020年前五大厂商占据约79%的市场份额，其中高端产能集中在日系厂商。
我国MLCC产业存在较高的进口依赖度，2017-2020年始终处于贸易逆差状态，存在较大的进口替代空 间。
数量：根据中国海关总署数据，2020年我国MLCC进口数量为3.08万亿只，出口数量为1.63万亿只。
金额：2020年进口金额为81.16亿美元，而出口金额为38.87亿美元，2017-2020年始终处于贸易逆差 状态，且进口依赖度较高
进口平均单价高于出口：根据进出口数量和金额计算，2020年我国MLCC进口和出口的平均单价分别为 26.35美元/万只、23.60美元/万只。
3.2 国内MLCC企业积极扩产
在5G和新能源车的推动下，MLCC行业快速发展。同时国内企业技术持续进 步，国产替代逐步推进。在行业向好和国产化的背景下，企业扩产意愿强烈。 风华高科拟投资75.05亿元用于投资建设“祥和工业园高端电容基地建设项目”，预计2024年达产，将 实现高端 MLCC新增月产能规模约450亿只（新增年产能规模约5,400亿只）。 三环集团拟投资41.02亿元用于“高容量系列多层片式陶瓷电容器扩产项目”，项目达产后将新增MLCC 产能3,000亿只/年。
3.3 国内设备商逐步实现技术突破，有望快速发展
MLCC核心设备壁垒较高，此前高端的流延机、叠层机、六面检测机等 主要为日韩企业供应，随着国内MLCC产业的发展，以及国内企业技术的持续进步，国内MLCC设备商 在某些环节逐步实现突破，以博杰股份旗下的奥德维为例，其六面检测机的检测速度已经超过1W颗 /min，检测速度和精度均达到行业领先水平，有望快速实现国产化。 根据博杰股份公告，公司应用于MLCC等被动元器件领域的视觉检测设备受到客户认可和好评，订单规 模增加、业务增长亦较好。 另外，公司也自主研发了测包机等其他MLCC设备，未来也有望实现快速发展。
报告节选：
（本文仅供参考，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：【未来智库】。