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從產業到技術分析多層片式陶瓷電容

喜乐彩复式投注技巧 www.cdyzsm.com.cn 發布時間:2019-07-22 責任編輯:xueqi

【導讀】近年來,消費電子、通信設備及汽車行業蓬勃發展,特別是手機、電動車的用量和銷量增長帶動MLCC需求強勁。以下從產業到技術分析多層片式陶瓷電容的相關內容。
 
多層陶瓷電容器(MLCC),也可稱為片式電容器、積層電容、疊層電容等,屬于陶瓷電容器的一種。MLCC具有體積小、電容量大、高頻使用時損失率低、適合大量生產、價格低廉以及穩定性高等特點。
 
近年來,消費電子、通信設備及汽車行業蓬勃發展,特別是手機、電動車的用量和銷量增長帶動MLCC需求強勁。根據《MLCC陶瓷粉體材料行業分析報告》統計,普通4G手機的MLCC用量約300-400顆,iPhone7的MLCC用量約900顆,而iPhone的MLCC用量達到1000-1100顆。平均每臺純電動車需要1.7萬顆到1.8萬顆,比一般燃油車3000顆到3700顆增加近6倍。目前來看,消費電子、汽車電子等行業仍將快速發展,而多層陶瓷電容器作為“電子行業的大米”,前景十分看好。
 
圖1 風華高科是國內被動元件生產巨頭,圖為其生產的各類陶瓷電容器
 
簡單的平行板電容器基本結構是由一個絕緣的中間介質層加上外部兩個導電的金屬電極,而MLCC的結構主要包括三大部分:陶瓷介質,金屬內電極,金屬外電極。從結構上看,MLCC是多層疊合結構,可以看作多個簡單平行板電容器的并聯體。結構示意圖如圖所示。
 
圖2 多層陶瓷電容器的結構
 
MLCC制造的工藝流程:以電子陶瓷材料作為介質,將預制好的陶瓷漿料通過流延方式制成要求厚度的陶瓷介質薄膜,然后在介質薄膜上印刷內電極,并將印有內電極的陶瓷介質膜片交替疊合熱壓,形成多個電容器并聯,并在高溫下一次燒結成一個不可分割的整體芯片,然后再芯片的端部涂覆外電極漿料,使之與內電極形成良好的電氣連接,形成MLCC的兩極。
 
圖3 多層陶瓷電容器生產工藝流程
 
從圖3的工藝流程可以看出,MLCC的生產與陶瓷粉體息息相關,而其中涉及的包括電介質陶瓷瓷粉的制備、流延成膜陶瓷膜的薄膜化以及陶瓷粉料與金屬共同燒結技術,都將極大影響最終MLCC的品質。接下來我們簡要介紹這幾項技術。
 
電介質陶瓷粉料制備技術
 
目前,MLCC的主要原料是鈦酸鋇、氧化鈦、鈦酸鎂、鈦酸鎂等,形成COG、Y5V、X7R、NPO等種類,依電氣特性應用各不相同決定MLCC的特性,來決定不同的燒結溫度與燒結氣體。此外,從MLCC成本結構角度,瓷粉在整個MLCC中成本占比較大,尤其是高容MLCC的生產,高容MLCC對于瓷粉的純度、粒徑、粒度和形貌有嚴格要求。
 
圖4 多層陶瓷電容器的成本結構
 
國瓷材料(300285)是繼日本堺化學之后全球第二家成功運用高溫高壓水熱工藝批量生產高純度、納米級鈦酸鋇粉體的廠家,也是國內最大的高純納米級電子陶瓷材料鈦酸鋇系列產品和MLCC用系列功能陶瓷材料的生產商。圍繞水熱法超細粉體核心技術,公司完成了電子陶瓷、陶瓷墨水、結構陶瓷、催化劑、電子漿料五大業務布局,打造多元材料平臺。截至2018年底,國瓷材料MLCC配方粉產銷兩旺,產能達到1萬噸/年以上。
 
圖5 國瓷材料供應的不同MLCC配方粉
 
國內的研究力量也在探討超細鈦酸鋇的制備。廣東工業大學的魯圣國教授課題組對通過水熱法制備了四方相鈦酸鋇,并發現反應溫度的提高,溶液的黏度降低以及液體的飽和蒸汽壓增大共同促進反應的進行,有利于合成高四方相含量的鈦酸鋇;此外,乙醇的添加促進體系中脫水反應的進行,也能提高鈦酸鋇的四方相含量。
 
圖6 魯圣國制備鈦酸鋇所用到的主要原料
 
圖7 魯圣國教授課題組采用水熱法制備四方鈦酸鋇的工藝流程
 
但是,中高端電介質瓷粉產業化生產的關鍵技術仍掌握在日本為首發達國家。日本廠家(例如村田)根據大容量(10μF以上)的需求,在粒徑為100納米的濕法BaTiO3 基礎上添加稀土金屬氧化物改性,形成高可靠性的X7R陶瓷粉料,最終制作出10μF-100μF小尺寸(如0402、0201等)MLCC。
 
圖8 MLCC配方粉是通過鈦酸鋇基礎粉改性得到
 
介質薄層化技術
 
提升電容量是MLCC替代其他類型電容器的有效途徑,在一定的體積上如何制造更大電容量的MLCC,一直是MLCC領域的重要研發課題。
 
MLCC的電容量與內電極交疊面積、電介質瓷料層數及使用的電介質陶瓷材料的相對介電常數成正比關系,與單層介質厚度成反比關系。因此,在一定體積上提升電容量的方法主要有兩種,其一是降低介質厚度,介質厚度越低,MLCC的電容量越高;其二是增加MLCC內部的疊層數,疊層數越多,MLCC的電容量越高。
 
陶瓷粉體與金屬電極共燒技術
 
MLCC元件在生產過程中,陶瓷介質和印刷內電極漿料需進行疊合共燒,因此不可避免地需解決不同收縮率的陶瓷介質和內電極金屬如何在高溫燒制環節中不分層、開裂的問題,即所謂的陶瓷粉料和金屬電極共燒問題。共燒問題的解決,一方面需在燒結設備上進行持續研發;另一方面也需要MLCC瓷粉供應商在瓷粉制備階段就與MLCC廠商進行緊密的合作,通過調整瓷粉的燒結伸縮曲線,使之與電極匹配良好、更易于與金屬電極共同燒結。
 
技術總結
 
多層陶瓷電容器作為被動元件中的重要一員,廣泛應用于消費電子、汽車電子等諸多領域。在多層陶瓷電容器的生產過程中,與陶瓷粉體相關的配方粉制備、介質薄膜化以及陶瓷粉體與金屬電極共燒技術對于MLCC的影響很大。在這其中,其鈦酸鋇基礎粉的制備及其改性是MLCC上游產業最關鍵的一環。
 
MLCC產業分析
 
MLCC:當前產量最大、發展最快的片式元器件之一
 
片式多層陶瓷電容器(MLCC),由內電極、陶瓷層和端電極三部分組成,其介質材料與內電極以錯位的方式堆疊,然后經過高溫燒結燒制成形,再在芯片的兩端封上金屬層,得到了一個類似于獨石的結構體,故MLCC也常被稱為“獨石電容器”。
 
MLCC小型化、大容量、高壓化及高頻化是大趨勢。MLCC作為新興電容器,誕生于 1960s 的美國,但當其流傳到日本,才得到大規模的發展。
 
近年,隨著市場中電子整機不斷地向小型化、大容量化、高可靠性和低成本的方向發展,MLCC 輕薄短小系列的產品已經漸漸趨向于標準化和通用化,諸多領先廠商爭先研發大容量 MLCC,特別是容量在 10μF~100μF 這一段,具有較好的利潤空間。
 
 
一些電子整機、電子設備往大功率耐壓方向的發展,也不斷推動中高壓MLCC的高耐壓設計技術、高壓可靠性試驗技術及耐熱設計技術的發展。
 
 
電子移動通訊設備如手機、電腦等對片式電容器的高頻特性亦有較高要求,推動其在高頻化方面的發展。
 
 
MLCC產業鏈涵蓋自上游陶瓷介電粉末、電極金屬至下游消費電子、工業等諸多領域。產業的上游主要涵蓋陶瓷粉末、電極金屬等,其中陶瓷粉末因其制備難度大,絕大部分市場份額被日韓供應商占有,銀、鎳等電極金屬則主要由國內廠商供應。
 
 
多層陶瓷片式電容器的革命性改變就是將鈀等昂貴的貴金屬換為更穩定的鎳等非貴金屬。傳統的MLCC 一半采用 Ag/Pd電極和Pd電極,這些金屬具有耐高溫共燒、電阻率低及熔點高等特點,適用于MLCC的生產。
 
 
然而近年來貴金屬價格不斷攀升,而大容量化要求不斷地提升高疊層的層數,隨之而來的是內電極層數的增加,內電極成本成為制約MLCC進一步發展的重要因素。
 
鎳作為賤金屬之一,不僅具有成本優勢,其原子或原子團的電遷移速率較貴金屬電極小,工藝穩定性高,且電阻率相對較低,阻抗頻率特性好。
 
MLCC產業的下游幾乎涵蓋了電子工業全領域,如消費電子、工業、通信、汽車及軍工等。
 
MLCC是當前產量最大、發展最快的片式元器件之一。
 
陶瓷電容器的應用電壓和電容值范圍較大,同時兼有工作穩定范圍寬、介質損 耗小、體積小及價格低等優點,被廣泛應用于軍事、消費電子等領域。
 
據中國產業信息網 2017年 5 月報道,陶瓷電容器在包括鋁電解電容 器、鉭電解電容器及薄膜電容器在內的四類主要電容器中市場份額最高,達到約43%,是當前生產規模最大、發展最快的片式元器件之一。
 
軍工 MLCC 上市企業多自產+代理商業模式,市場空間廣
 
★自產自銷+代理銷售為國內軍工 MLCC 上市企業主要商業模式
 
目前國內 MLCC 行業主要存在三種商業模式自產自銷、代理銷售及兩種兼有。
 
其中,自產自銷,指在生產加工和工藝控制上形成一條具有自己特色的工藝技術流程,代表企業為中國臺灣的國巨、華新科,大陸企業地區風華高科、三環集團。
 
 
代理銷售,指公司利用自身的管理、營銷、技術服務等優勢,取得前端廠商的代理授權后,提供銷售和其他服務,代為處理行業終端較為龐雜的用戶群,代表企業為廈門信和達、湘海電子、創意電子等。
 
當前,國內軍工MLCC上市企業多自產自銷及代理銷售兩種商業模式兼有。
 
本報告所描述國內軍工 MLCC上市企業,均指的是在國內A股上市且其軍用 MLCC 業務構成其主要營收及利潤來源的企業,主要企業為火炬電子、鴻遠電子。
 
 
自產自銷業務毛利率相對較高,一般是具有自產自銷業務公司的主要利潤來源。
 
自產自銷模式中,在軍用領域,MLCC 因主要采用定制供應商目錄的管理模式,且需要獲得一系列嚴格的資質審查,且軍用高可靠 MLCC 對產品性能、可靠性及供貨穩定性有著更高或更特殊的要求等,具有較高的市場壁壘,毛利率水平一般可以達到 70%~80%,代表廠商有鴻遠電子、火炬電子等,顯著高于民品。
 
但自產自銷模式在民品領域的毛利率水平分化較大,在 20%~55%的較大毛利率分布 區間內浮動。擁有相對核心陶瓷技術的三環集團的毛利率水平明顯高于風華高科,兩者均受益于 2018 年的 MLCC 漲價潮,但風華高科的毛利率水平的波動顯著高于三環集團。
 
當前大部分自產自銷的高端市場被國際知名廠商的國內生產基地所占據,國內廠商的產品處于中低檔次的較多,但相關業務仍是公司的主要毛利來源。
 
例如火炬電子的2018年陶瓷電容器自產自銷業務(不含單層)的營收占比僅為 23.25%, 但毛利占比卻達到了48.11%,沒有 MLCC 漲價潮影響的2016-2017年毛利貢獻占比可以達到 60%附近。
 
代理業務方面,產品主要面向工業類及消費類民用市場,形式以原廠授權非獨家、買斷式銷售為主。
 
軍用上市 MLCC 企業受到代理業 務本身性質的影響,利潤并不高。
 
例如,2018 年度鴻遠電子代理業務(含各類電子元器件的代理業務)成本占主營業務成本的 78.22%,但只貢獻了 17.25%的毛利。
 
不過,由于代理業務客戶行業分布更加分散, 同時具有高周轉率的特點,可以在一定程度上降低公司的運營風險;公司通過代理業務還可以近距離接近市場,及時獲取市場信息,以促 進公司的長遠發展。
 
★行業景氣度持續上升,看好國防、5G、汽車電子的應用前景
 
整體來看,MLCC 行業的全球市場規模持續增長,中國規模占比提高。
 
近年來,隨著電子制造業發展迅速,互聯網持續深化發展及相關的各種智能硬件不斷普及,各類整機產量迅猛增長,MLCC 等電子元器件的市場前景廣闊。
 
從市場規???, 2015 年全球 MLCC 市場規模約為 88.5億美元;016 年全球 MLCC 市場規模約為87.2億美元, 同比下降約 1.5%。
 
2017 年全球MLCC市場規模約為 109.4 億美元, 同比增長約 25.4%。中國電子元件行業協會信息中心曾預計,2018年全球MLCC市場規模達 146.4 億美元,到2022年將達189.4億美元。
 
另據鴻遠電子公告,由于智能互聯網產品及新能源等行業的高速發展,近兩年中國MLCC產業依舊保持著較高速度的發展。
 
根據中國電子元件行業協會信息中心的數據,2017 年中國 MLCC 產量為24,740億只,同比增長 16.5%,銷量為 24,840 億只,同比增長16.8%,出口 量為 13,830 億只,同比增長3.0%;曾預計 2018 年中國 MLCC 銷量 將達 28,570億只,到 2022 年將達 37,070 億只。
 
★自產軍用:國防信息化加速建設推動市場需求長期穩增長
 
MLCC性能優異,被廣泛地應用于衛星、飛船、火箭、雷達、 導彈等武器裝備。
 
 
軍工領域,如航空、航天用的電子系統,常面臨高溫、高壓、嚴寒、高沖擊等惡劣環境,故所使用的電容器不僅要求其電容量大,還需要其性能更穩定、耐環境性更好,即可靠性要求較民品更為嚴格。
 
20 世紀 90年代航天系統曾對 20 多個航天型號任務在研制試驗中暴露出來的 3000 多個問題進行統計分析,其中電子元器件方面的問題占比最高達26%,高于設計方面的25.1%與制造方面的 24%,這一層面上看電子元器件的可靠性的重要程度不言而喻。
 
MLCC 具有體積小、成本低、單位體積電容量大及溫度等環境對性能影響小等特點, 在航空電子設備、裝甲車輛電子設備、軍用移動通訊設備、武器精確制導及軍事信號監控等軍用電子設備上的用途越來越廣。
 
我國軍用高可靠MLCC市場前景廣闊。
 
近年來,隨著國防信息化建設的穩步推進,受益于海、陸、空部隊裝備更新換代和信息化程 度提升的需求,我國軍用高可靠MLCC市場前景十分廣闊。
 
據中國產業信息網報道,中國電子元件行業協會電容器分會數據曾表明,中國軍用陶瓷電容器市場規模常年保持 10%以上增長,預計中國軍用陶瓷電容器市場規模將由2013年的 14.4 億元增長到 2019 年的29.5億 元,年均復合增速達到 12.7%,高于工業和消費電子領域。
 
此外,由于國防軍工產業的特殊性,它必須保持一定的國有化率,后續軍用 MLCC 仍有進一步國產替代的空間。
 
★自產民用&代理: 成長性>周期性,5G、汽車電子未來可期
 
下游終端應用市場顯著引導著 MLCC 所屬的被動元件市場發展。
 
從被動元件的發展歷程來看,近些年來,產業鏈下游的需求擴大主導著被動元件市場的擴張。金融?;岳?,全球電子元件市場規模的增長主要來自于網絡通信與汽車電子,尤其是智能手機。
 
 
而消費類音頻與視頻影像、計算機部門和工業部門、特殊部門(包括醫療電子、 油井電子、采礦電子和國防電子)規模占比呈現下降趨勢。
 
MLCC行業整體成長性大于周期性,行業需求持續高速增長,產品自身不斷推陳出新引領供給升級是關鍵的驅動力。消費電子、汽車電子(尤其是新能源汽車)、工業控制等領域不斷推陳出新,帶動 MLCC 行業需求持續較快增長。
 
 
全球主要 MLCC 廠商也逐漸調整策略,將產能轉移至通信、醫療、汽車等中高端領域。消費電子的不斷升級給上游 MLCC 市場帶來了持續較快增長。
 
隨著智能手機進入存量替換時代,市場已經相對飽和,但其功能不斷升級,無線充電、進一步智能化等有望給上游MLCC市場帶來新的機會。
 
據小型化 MLCC 龍頭廠商宇陽,普通 MLCC 缺貨潮已經于 2018 年底緩解, 但由于 iPhoneX標配無線充電,無線充電用電容中技術水平最高的 NPO MLCC 目前基本沒有替代品,市場空間預期仍十分廣闊。
 
 
另根據 Kemet 數據,iPhoneX 單部手機對 MLCC需求量超過 1000 只,而 iPhone 6S 對 MLCC需求量為 500 只左右。隨著 OPPO、VIVO、小米、華為等逐步專注于生產中高端機型,有望推動上游 MLCC 需求獲得持續較快的增長。
 
 
不同車型中汽車電子所占總成本比重有所區別。據中國產業信息網 2017 年的報道,在不同車型的新能源汽車中,新能源汽車中汽車電子成本占比遠高于傳統能源汽車,在緊湊型車中達到 15%,中高檔 28%,混合動力47%,已經接近一半,純電動則有望超過 2/3。
 
 
電動汽車對 MLCC 元件的需求量巨大,其中動力系統帶來的MLCC增量較為顯著。據前瞻研究院的數據,每輛汽車使用的電子元件,中端車平均為 6300 個,高端車為 8200 個,純電動汽車增加到14000個,其中有一半是 MLCC,這意味著隨著新能源汽車的不斷普及,MLCC 需求量會不斷增長。
 
 
汽車電子發展對 MLCC 市場規模推動主要來自汽車電子化率和 新能源汽車滲透率的提高。
 
 
汽車電子化率方面,從使用量上來看,汽 車領域對于 MLCC 的需求量顯著高于消費電子。
 
據村田社長村田恒夫,2018 年一臺車輛搭載的 MLCC 數量已從 1000-3000顆增加至 5000 顆左右,最高級的可達到約 1 萬顆的水準。
 
 
從發展方向上看, 汽車電子正成為各大主流 MLCC 廠商的主要布局方向,電動車的需求亦有望迎來較快增長。
 
如龍頭三星電機2018年底正式關閉成 立 18 年的位于天津的手機廠,資遣 2600 名員工,將投資 24 億美元, 生產強化動力電池與車用MLCC。
 
新能源車滲透率方面,一輛電動汽車所需 MLCC 是目前普通內燃機的6倍。據工信部,我國新能源汽車要爭取 2019 年 8%、2020 年 10%的滲透率。
 
★MLCC 有望替代其他電容器,助整體市場規模進一步提升
 
近年來,隨著 MLCC 的電介質薄層化及多層化技術的發展,數 10~100μF 以上的大容量 MLCC 實現了產品化,在經濟上和技術上 存在替代電解電容器的可能。
 
從經濟上看,MLCC 雖然比同等容量的鋁電解電容器價格略高,但壽命顯著長于鋁電解電容器,而鉭電解電容器使用了稀有金屬鉭成本較高,選擇MLCC更為經濟。
 
從技術上看,選擇電容時主要考慮以下幾個參數:電容值、紋波、等效串聯電阻、等效串聯電感等。
 
據太陽誘電,MLCC 與電解電容器相比,具有低 ESR、低 ESL的特點。與電解電容器相比, 多層陶瓷電容器發揮了卓越的低壓大電流化的響應性及降噪性能優異的效果。此外,多層陶瓷電容器有高可靠性、節能等優點。
 
MLCC目前已經對鋁電解電容和鉭電解電容都實現了一定程度的替代。對于鋁電解電容,MLCC 已經實現了較大程度的替代。
 
鋁電解電容的問題主要在于:一方面,形狀過大,難以應用于小型快銷型 消費電子產品;另一方面,鋁電解電容的 ESR 高于鉭電解電容和MLCC。
 
ESR 較高會因波紋電流引起自發熱,高溫環境下壽命較短。
 
對于鉭電解電容,尤其是手機市場,小型化 MLCC 高容替代鉭電的趨勢幾乎是無法逆轉的。
 
首先是可靠性問題,鉭電解電容器耐壓范圍為2-63V,超過耐壓范圍會造成過壓失效,故存在發生短路故障時導致冒煙和起火的可能性,但 MLCC 可輕松承受上萬伏電壓。
 
其次,鉭電容的原材料鉭,屬于稀有金屬,其產地在全世界很少,一旦出現國家風險,就會陷入價格暴漲的局面。受此影響,MLCC 發展越發規?;?,有望在替代其他電容器,不斷取得更高市場份額。
 
軍工 MLCC 上市企業,高毛利、穩格局、業績存提升空間
 
★國內軍用近三分天下,鴻遠電子、火炬電子、宏明電子居前列
 
由于資質壁壘及定制化需求,軍用MLCC 產品基本為國內企業自制。在國內軍工電子領域,MLCC 大量應用于衛星、飛船、火箭、 雷達、導彈等武器裝備。
 
上述各類軍用電子系統所處的環境更嚴酷, 具有特殊性,需要按照不同的軍用標準,在高溫、高壓、嚴寒、高沖 擊等條件下進行嚴格的可靠性控制和檢驗,以適應不同的武器裝備總體要求。
 
軍用 MLCC 高可靠性、定制化特點及高保密性等要求,形成一定的資質壁壘。
 
同時國防領域更強調自制,并主要采用定制供應商 目錄的管理模式以保證可靠性及穩定性?;詿?,MLCC 軍品市場格 局相對穩定,代表廠商有鴻遠電子、火炬電子、宏明電子等。
 
我國軍用 MLCC 市場三家企業占主要份額。
 
據鴻遠電子18年招股說明書,公司預測我國當前軍用 MLCC 市場容量約為 20 億元。
 
根據公司市場部門內部統計數據,在國內軍用高可靠 MLCC 產品市場, 公司和成都宏明電子科大新材料有限公司、福建火炬電子科技股份有 限公司份額相近,高于業內其他企業。
 
預測三家企業(鴻遠電子、火炬電子、成都宏明)在我國軍用 MLCC 市場占主要份額,整體呈寡頭壟斷格局。
 
★軍品業務高毛利率,具有可持續性并存在繼續提升空間
 
軍品 MLCC 具有顯著高于民品的毛利率,主要取決于軍品的資質壁壘、軍方低需求彈性、小批量定制產品及弱產品可替代性。
 
考慮18年MLCC漲價潮影響,2017 年鴻遠電子及火炬電子主要供應軍品 的陶瓷電容器(主要是 MLCC)產品的毛利率分別為78.96%、73.11%, 較風華高科片式電容器毛利率高 54pct、48pct。
 
其中,火炬電子2011-2014H1 的軍工類、工業類、消費類產品的平均毛利率分別為79.33%、32.22%、16.02%,軍民品盈利能力差異較大。
 
首先,軍品配套的嚴格準入機制有效減少潛在進入者威脅,利于維系高毛利率水平。軍工行業內,下游軍品客戶主要采用定制供應商目錄的管理模式,即必須通過國家和用戶的資質及產品認證,列入合格供應商后才可承擔軍品配套任務。
 
資質的取得不僅耗時,同時還要 求對廠家從科研生產能力、質量管理水平、保密體系等多方面進行審查。
 
其次,軍工類客戶低需求彈性、產品的可替代性弱及軍品本身多品種、小批量等特點,利于維系高毛利率水平。
 
低需求彈性
 
據上文,MLCC 作為基礎電子元器件,其性能、質量、可靠性是決定裝備性能的關鍵性因素之一。
 
因此,軍工類客戶在選購電容器時,在其 單個產品價值量不高的情況下,高品質、高可靠性保障是其核心的考慮因素。
 
產品的可替代性弱,且軍工航天等領域MLCC呈現多品種、定制化、小批量供貨模式。
 
此類客戶對于生產廠商的技術及生產要求較高,甚至需要廠商在客戶終端整機產品的設計源頭進入共同參與設計。
 
與此同時,軍工用戶整機定型后,一般要求配套的電子元器件保持技術狀態不變,對供應商具有較強的采購路徑鎖定特性,很少更換新的供應商,行業外潛在競爭對手較難進入。
 
 
整體而言,其軍品寡頭壟斷供貨的格局不易被打破,利于維持較長期的壟斷溢價。
 
軍工 MLCC 上市企業自產自銷業務的毛利率有望維持較高水平。
 
從各企業生產 MLCC 價值量看,2014H1 火炬電子生產陶瓷電容 器平均單價為 0.46 元, 而鴻遠電子 2014 年MLCC平均單價為 7.54 元,近幾年呈現下降趨勢, 我們判斷,整體主要是因為自制部分通用型民品的數量占比略有提升。
 
 
據鴻遠電子招股說明書,在募集資金項目實施完畢后,公司相關產品的預計銷售均價差異較大。高可靠性多層瓷介電容器的均價為 6.92 元/只,而通用多層瓷介電容器的價格僅為 0.008 元/只。
 
以鴻遠電 子為例,其自制業務的毛利率一直相對穩定,2018 年較2017年略有上升,增加了 1.55 個百分點。
 
巨頭短期難被超越,以軍為主、把握需求擴張品類是方向
 
★全球 MLCC 巨頭壟斷優勢:掌握核心陶瓷技術、供貨快速響應
 
全球 MLCC 行業的供給集中度較高,已形成較穩定的寡頭壟斷格局。
 
 
2018 年全球排名前六的企業分別為村田、三星電機、太陽誘電、 國巨、風華高科、TDK,前六大廠商占據近 80%市場。
 
其中日企(村 田、TDK)均具有較強優勢,美國、韓國、中國臺灣地區企業(三星 電機、KEMET、AVX、國巨)總體處于第二梯隊,中國大陸地區企 業風華高科、宇陽科技、三環集團、火炬電子與鴻遠電子則處于第三梯隊。
 
其中第一梯隊不斷通過加大技術研發,推出具有高毛利率水平的新產品。其他企業則主要通過加大產能擴張,增加一般型產品投入。
 
★對電子陶瓷材料的理解是 MLCC 巨頭村田等的核心競爭力
 
以村田為例,掌握以材料配方及分散技術、薄層化技術及燒制技術為代表的核心技術,是其產品強大競爭力的內涵。
 
 
電介質陶瓷粉料 的材料技術、介質薄層化技術、陶瓷粉料和金屬電極的共燒技術被譽 為 MLCC 行業最核心的三大技術。
 
而其中,MLCC 所用電子陶瓷粉 料的微細度、均勻度和可靠性直接決定了下游 MLCC 產品的尺寸、電容量和性能的穩定。
 
 
據國瓷材料招股說明書,由于制備工藝復雜, MLCC 電子陶瓷材料產品工藝研發周期較長,一般為 5 年至 15 年不等。
 
 
業內廠家在研發成功后均采用申請專利的方式加以?;?,行業門檻進一步提高。若不考慮主要 MLCC 廠商自產自用,則全球范圍內主要生產并銷售鈦酸鋇粉體的堺化學、日本化學、富士鈦等合計控制了 全球 95%以上的電介質陶瓷材料市場,原材料的寡頭壟斷格局足以體現技術難度。
 
村田制作社自產電子陶瓷材料占公司總用量仍可以達到 80%以上,遠高于第二名風華高科的 43%,而同期的國巨、三星電機等的外購比例已達 100%。
 
這反映出村田掌握了成本更低、規模更大、生產更為迅速的電子材料制備工藝。
 
村田制作社以加強對材料的理解為核心,促進多品類拓展、小型化、技術協同發展。
 
多品類拓展:依賴對電子陶瓷的理解,從最初認識鈦酸鋇的介質體性能開發陶瓷電容器產品,到發現陶瓷有“壓 電”性質開發壓電類產品,再到發現其具有半導體方面的特性從而開 發了熱敏電阻等產品。
 
小型化:通信用和車載用 MLCC 小型化和高密度安裝技術的市場需求越來越高,村田稱將提高陶瓷材料的微粉化和疊層技術設計新商品以提出新的解決方案。
 
技術協同:如對通信市場和電源市場應用的電源??椴?,公司稱將融合高頻技術、自制的關鍵設備以及長年積累的高可靠性封裝技術開發小型電源???,以應對市場對高效率、小型以及高電力密度的電源需求。
 
積極發揮并購優勢,成為巨頭達到短期內獲取技術與渠道、鞏固 甚至躍升行業地位目的的重要途徑之一。
 
21 世紀開局之后,村田逐漸加快并購步伐,具體可以歸類為以下幾個方面。
 
鞏固材料優勢:村田相繼并購昭和電工、日本東光、Primatec 企業,吸收了聚合物及 樹脂等先進材料并用于元件開發。
 
提升附加價值:達成此目的的路徑主要有二,一是直接并購相同領域內尚未涉及的業務,如 06 年 收購 Sychip 的RF業務、07 年收購 C&D 電源??橐滴?。
 
二是并購與 村田原有產品具有互補性的業務,如 12 年收購瑞薩 PA 業務與公司濾 波器技術相結合獲得 RF電路領域集成??櫚鬧韉既?、13 年并購東京 電波后推出村田獨特封裝的汽車級晶振產品、14 年收購 Peregrine 半 導體為客戶提供 RF 一站式的解決方案。
 
拓寬應用領域:此目的服務于村田經營戰略,2010年后逐漸布局汽車、醫療及半導體。
 
2000 年國巨收購了飛利浦被動組件部門,此次收購后,國巨營業收入大幅提升,MLCC 產品占比也從原來的不到 5%增長至 45%,國巨開始步入全球領先廠商行列。
 
★強大的制造能力及獨特的供貨體系是獲取市場份額的關鍵
 
基礎電子零部件的下游終端產品產量大,牽引上游元件的高需求,進而決定了快速發現并響應客戶需求將成為企業主要競爭力。
 
同樣以村田為例,它在21世紀以前重點布局全球化研、制、銷網絡— —在歐美布局研發中心享受技術外溢紅利、在日本本土布局工廠防止技術泄露、在全球布局直營網點與簽約代理商實現客戶維系。
 
村田將“通過全球銷售網絡預測社會的變化和客戶需求”、“由強大的制造能 力支撐的及時供應”列為公司三大競爭力之二。這不僅得益于公司領 先的技術優勢,還得益于公司在全球主要電子產品消費國的銷售網點與工廠布局。
 
村田的全球網絡大部分由旗下集團組織構成,因此可進行強而有力的協作。2018 年村田在全球共有 26 家銷售點,大力支持了它在全球開展高效率的營銷活動,2017 年公司海外銷售占比達 90% 以上。
 
再如,后起之秀國巨早期以縮短交貨時間與日商搶占市場。
 
國巨通過建立及時系統,在 24-72 小時之內提供客戶所需貨物, 遠遠超越日本供貨商標準的出貨時間“一個月”的日期。
 
目前國巨在全球建立完善的供貨設施及體系,共有38個據點、6 個即時倉庫和19座產基地,提供點對點的供貨方案。
 
無論是在電阻或是陶瓷電容,國巨交貨期均短于行業其他競爭廠商,處于全球領先地位。為保證交貨及時,國巨通 過并購策略,獲取國際范圍內的渠道及運籌中心,以便實時供貨給客 戶。
 
國巨分公司廣布亞歐北美等洲,在18個國家擁有 38 個營銷、服務據點。
 
★寡頭壟斷維系動力:高研發投入、產能擴張及貼近客戶需求
 
增加研發投入,加快新品推出周期是鞏固技術護城河主要方式。
 
市場需求動態變化快、實力深厚廠商較多,新產品在推出后常容易被其他廠商模仿,從而失去了技術領先帶來的超額利潤。
 
不僅如此,下游客戶集中度較高,多為蘋果、三星及大型汽車廠商等實力較強的大 客戶。此類客戶的議價能力強,進一步縮減了元器件企業的溢價空間。
 
在此背景下,持續推出新產品、開拓高附加值應用領域成為了電子元器件企業提高毛利率的必由之路。
 
村田已于 1955 年將公司內部的研 究開發部門獨立出來設立了“大宮技研”,次年更名為“村田技術研究所”,形成了研究所獨立于公司生產部門的獨特體制。
 
2017 年公司 研究開發費達 942 億日元,約合 57 億美元,占當年銷售額的 7%,近 7 年的平均研發費用率達7%以上,高于同業。
 
統計 2009-2017 年村田、 TDK 平均費用化研發投入占銷售額比值,分別為7.08%、6.84%,顯 著高于同期同行業的其他企業。
 
高研發投入的直接體現是領先的產品性能與高于行業平均水平 的價格。村田于 2014 年開發出的長0.25毫米、寬 0.125 毫米 008004 型的電容器產品技術性壓倒同類企業,并實現量產。
 
據公開資料,在 國內 MLCC微型化制造能力突出的深圳宇陽,已亮相、尺寸最小的 MLCC 是 01005 型,但尚未實現大規模量產。而此款尺寸的MLCC, 村田制作社已于早年成功投產。
 
在相同規格及容量下,日企元件產品 因更高的性能價格較高。以 0402 尺寸的 MLCC 為例,在1000pF容 值下,村田售價最高的產品價格是國巨售價最高的產品的 5.18 倍;在 4.7uF 容值下,村田是國巨的 1.72 倍。
 
原因或在于村田更高的耐環境 性能,如村田該款 0402 尺寸、1000pF MLCC 最高工作溫度可達 125°C, 而相同指標下國巨僅為85°C。領先技術水平是村田等巨頭維持高毛利 率的核心內動力。
 
因 2018年村田/TDK 等轉移產能引發中低端 MLCC 漲價潮,剔除 2018 年主要企業數據,民用 MLCC 領域 2011-2017 年 各年村田毛利率均顯著高于同期其他同業。
 
★巨頭啟示:堅持軍用產品發展,把握需求變化實現品類擴張
 
我們認為,受行業特性影響及在現有競爭格局下,軍工 MLCC 上市企業中短期內在民品應用領域難以超越國外巨頭。
 
MLCC 應用于特殊領域(國防)份額較小,而應用最為廣泛的民品領域(通信、消費電子等)對性能、尺寸的要求更為嚴格,而這些指標取決于對陶瓷材料及制備工藝(如共燒技術等)的 理解。
 
其次,民品領域重視產品的迭。 
 
日企對新技術、新產品布局早,國內軍工 MLCC 企業難以有較大資金 體量支持研發(村田 2018 財年研發費用8.5億美元,是火炬電子+鴻 遠電子2018年營業收入之和的1.98倍),其新研發的產品在出廠后往 往是日企較早之前就已批產的,喪失的技術溢價使其難以彌補前期資 本支出。
 
不僅如此,民品重規模。
 
產能的建設需要投入大量資金,受流動性影響營收體量較小的軍工 MLCC 企業難以支出大額資本,以投入產能建設。
 
基于以上分析,我們認為當前軍工 MLCC 上市企業短 中期內堅持聚焦軍工發展戰略是正確的。
 
國防信息化建設仍處初期階段,前期軍工類客戶需求放緩影響已逐步消退,軍用MLCC需求正處于加速釋放期,后續市場空間仍然可觀。
 
同時,相關公司正在不斷學習村田與國內優秀上市軍企的發展路徑,中長期內或可把握電子元器 件市場需求變化機遇,對外發揮并購優勢、對內加強研發投入以實現品類擴張及集成化發展,逐步成長壯大。
 
啟示一:直道超車,發揮壁壘優勢,重研發、結合智能制 造擴大利潤空間
 
軍工資質較高,研發參與、質量控制、后期供應均有較高壁壘。 
 
研發環節。軍用 MLCC 的正式銷售前關鍵步驟在于裝備生產前 期的用戶設計方案確定階段,而該階段軍工用戶對 MLCC 產品的采購 極為慎重,會按照其優選目錄選擇軍工配套歷史長、產品質量穩定可 靠的廠家,形成對新廠的第一層壁壘。
 
質量控制。據鴻遠電子招 股說明書,它在對芯片材料進行高可靠產品的生產加工過程中擁有較 多自有專利技術和核心技術,能夠保證產品使用的高可靠性和穩定性,這成為公司產品能夠在航天、航空等高端領域持續大批量供貨的 核心基礎。長期積累的軍品可靠性經驗是第二層壁壘。
 
后期供應。軍工用戶整機定型后,對供應商具有較強的采購路徑鎖定特性,形成第三層壁壘。
 
綜上,雖然不排除后續會有其他民企逐步參與軍品供 貨的可能,但短期內軍工仍將保持強者恒強格局,在國防信息化建設的催化下仍具有較大的市場空間,確實應聚焦軍品并且做大做強。
 
啟示二:彎道超車,發揮核心技術優勢、把握并購機遇實 現軍品品類擴張與集成化拓展
 
國內廠商普遍產品品類不足,技術實力是限制其擴張的主要因素。
 
品類狹窄除與企業經營意愿相關外,技術實力也是其關鍵因素。國內廠商內生研發投入不足。
 
三環、順絡、法拉、村田、國巨、太陽 誘電、TDK七家企業,2012-2017 六年間平均費用化研發支出占當期 營業收入比例分別為 3.57%、5.64%、4.69%、6.73%、1.27%、3.85%、7.09%,國內研發投入相比于日企來說相對偏低。
 
雖然短期內加大研 發支出的投入會使得利潤承壓,但長期看是保持競爭力的關鍵。
 
向內積極優化生產要素投資方向、向外主動把握優質企業并購機 遇以實現品類擴張及集成化拓展,或是國內企業彎道超車的最佳路徑。
 
民用領域,以村田為例,村田在掌握基礎電子元器件 SAW 濾波器技術基礎上,通過逐步收購雙工器、RF 芯片級???、功率放大器 等多項業務并發揮協同效應,最終實現了為客戶提供 RF 一站式解決方案的能力。
 
軍品領域,以中航光電為例,以連接器技術為核心,通 過自主研發+并購逐步實現軍品品類的擴張與集成化升級。
 
啟示三:軍用市場規模相對有限,“轉民換道超車”亦是提 升價值重要途徑之一
 
從長期看,軍用市場毛利率高,但軍用市場規模較民用市場仍相對有限。公司要進一步提升價值,轉向高端民品標準化、量化生產是重要途徑之一。
 
軍用 MLCC 增長一定程度上受國防支出預算限制,市 場規模相對有限。據鴻遠招股說明書,目前軍品 MLCC 市場容量或僅 約 20 億元人民幣。
 
軍品多供應商要求及主要軍工集團對渠道依賴路 徑較深,使得現有廠商未來份額占比提升貢獻的價值增長相對有限, 更多依賴于行業本身需求增加帶來的增長。
 
進入民用領域,應盡量避開已經被深入滲透的領域,把握市場方向,瞄準入市領域。
 
2016 年下半年開始,日韓廠商退出中低端市場, 如 TDK 取消了 7 億 MLCC 訂單,供給端突然收縮下國內被動元器件廠商迎來短暫的發展契機。
 
但長久看來,民用市場中供應已較為充分、 中低端的MLCC價格仍將因競爭加劇而降低,因此開拓新興應用領域 是新廠商獲得高盈利、擴大市場份額的重要途徑。
 
例如,太陽誘電的錄制媒體業務受半導體存儲行業沖擊而沒落,受電感領域發展趨勢限制而沒能實現業務規模的有效擴張。
 
國巨在 90 年代并購智寶電子增加鋁制電解電容業務、入股奇力新增加磁性材料及電感器業務、2000 年成功收購飛利浦 MLCC 業務再次實現躍升等事例,均顯示出把握市場變化方向的重要性。
 
(本文內容整理自鈦酸鋇納米粉體的制備、改性及其陶瓷和厚膜的性能研究,廣東工業大學,黃詠安及網絡信息)
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