价值量暴增182%!“工业大米”:MLCC-全解析(附产业链&标的)

专栏头像

热门主题产业链

放松眼睛听

MLCC是多层陶瓷电容,属于被动电子元器件的一种。因其利用量大且不可或缺,被誉为“工业大米”。

众所周知,电容、电阻和电感是电子电路的三大基础被动元件,分别承担电荷存储、电流限制和电磁转换的核心功能。

其中,电容为最大宗电子电路,占被动元件比例达约65%。在电容细分领域中,多层陶瓷电容器-MLCC,则占整个电容器市场比例最高。

MLCC在电路系统中发挥的核心功能是耦合、去耦、平滑、滤波,在AI服务器领域覆盖一到三级电源全链路。

最近,大摩一份报告显示:在英伟达从当前的GB300 NVL72平台向下一代Rubin VR200 NVL72平台的升级过程中,整机成本(BOM)几乎翻倍,至780万美元。其中,增量最大方向的是存储、PCB和MLCC。

而MLCC的价值量预计将暴增182%!根据估算,大摩预计VR200的MLCC成本约为4300美元,相较于GB300仅1530美元的,增幅相当惊人。

一方面是由于VR200新增BlueField DPU模组和ConnectX网络模组,对高容高压、高频低损耗MLCC需求激增;另一方面,每个计算板和交换机板的MLCC消耗用量与单价双飞,再一次放大了价值增量。

当前,受益AI需求景气,服务器功率提升、垂直供电、新能源汽车等多重因素催化,MLCC有望迎来量价齐升机遇,行业将进入新一轮涨价上行周期。

今天我们来研究MLCC。下文从:① MLCC-基础知识扫盲;② MLCC技术壁垒:工艺、材料;③ 市场竞争格局;④ 产业链;⑤ 相关标的;等五个维度来解析。

一、MLCC-基础知识扫盲

1、什么是MLCC

MLCC,英文全称Multi-Layer Ceramic Capacitor,即多层片式陶瓷电容器,是一种常见的电子被动元器件。也称作贴片电容/独石电容等。

MLCC 是由印好电极(内电极)的陶瓷介质膜片,以交替错位的方式叠合起来,经过高温烧结一次性形成陶瓷芯片,再在芯片的两端封上金属层(外电极),从而形成一个类似“独石”或“千层饼”的结构体,因此 MLCC也称为独石电容器。

MLCC 是电子整机中应用最广泛、用量最大的片式固定电容器。

2、MLCC主要功能

MLCC具有体积小、容量大、高频特性优异、可靠性高、无极性、耐高温等特点,主要功能有:

  1. 储能:在电路中存储电荷,为设备提供瞬时电流支持;
  2. 滤波:消除电流中的噪声波动,使供电更稳定;
  3. 去耦:防止芯片工作时的电流突变干扰其他元件;
  4. 旁路:为瞬时电流需求提供快速响应。

MLCC广泛应用于智能手机、电脑、新能源汽车、人工智能服务器、5G基站等现代电子设备中,是电子电路中不可或缺的基础元件,被誉为“工业大米”。

3、分类&对比

根据是否需要外部能量进行划分,电子元器件可以分为主动元件和被动元件。

(1)主动元件&被动元件

主动元件(Active Component),又称有源元件,是电子电路中能够主动控制、放大或处理电信号的元件,其工作通常需要外部电源供电,具备对电信号放大、振荡、控制电流或能量分配等功能,主要包括晶体管MOSFET、集成电路IC、分立器件、显示器等。

被动元件(Passive Component),本身不需要外部电源,而只消耗输入信号电能就可以进行信号处理和传输,具备不影响信号基本特征、其主要特点是不具备信号放大、开关或能量转换等主动功能,而是通过消耗、存储或释放能量来调节电路信号。主要包括 RCL 器件、被动射频器等。

(2)RCL 器件:电阻、电感、电容

RCL 器件中电感主要具有滤波、稳流、抗电磁干扰等功能,具体分为:

① 电阻(Resistors)主要起到分压、分流、滤波和抗阻匹配等作用;

② 电感(Inductor)能够储存磁场能量并阻碍电流的变化;

③ 电容(capacitors)

电容器的基本结构是由两块导体极板和中间的电介质(绝缘体)组成,以静电的形式储存和释放电能。电容器是被动元件最主要构成部分,占比达到 65%。

电容器的工作原理是当电荷受电场作用力移动时,电容器中的电介质会阻碍电荷继续移动,进而造成正负电荷在电容器两极板累积,具有“通交流、阻直流”、滤波和储能等功能。

根据介质不同,电容可分为陶瓷电容、铝电解电容、钽电解电容、薄膜电容等。相较于其他电容,陶瓷电容具有体积小、电压范围大、价格较低等特点,占据电容市场 54%的市场份额。

下图:各类型电容器的具体情况如下:

(3)单层陶瓷SLCC、片式多层陶瓷(MLCC)、引线式多层陶瓷

陶瓷电容可进一步划分为单层陶瓷电容、片式多层陶瓷电容(MLCC)、引线式多层陶瓷电容。

单层陶瓷电容器SLCC:无内部电极,结构简单,采用单层陶瓷材料作为介质,并在陶瓷片的正反两面形成金属电极。特点是体积小巧,可靠性高电容量较小、调节范围有限。

片式多层陶瓷MLCC: 包括内电极、陶瓷层、端电极三部分,由印好电极的陶瓷介质膜片以错位的方式堆叠起来,经过高温烧结形成陶瓷芯片,再在芯片两端封上金属层,从而形成类似于独石的结构体。

引线式多层陶瓷电容,是将传统MLCC的片式结构通过引线封装,兼顾了MLCC的高性能与引线连接的便捷性,是一种适用于复杂应用场景的电容器类型。

相较于单层陶瓷电容、引线式多层陶瓷电容,MLCC 具有温度范围宽、电容范围宽、介质损耗小、体积小、价格低等特点,因此也被广泛应用,占据陶瓷电容超过 90%的市场份额。

下表:MLCC 与其他电容对比

二、MLCC技术壁垒:工艺、材料

多层陶瓷电容器(MLCC)作为电子电路中的基础元件,其内部构造和制造工艺蕴含着极高的技术门槛。以下来解析它的核心构成与主要技术壁垒。

1、MLCC核心构成

MLCC,内部是陶瓷介质+内电极交替堆叠,两端封外电极,本质是成千上万个微型电容并联。其结构可以形象地理解为一个“三明治”或“独石”结构,主要由以下三大部分组成:

(1) 陶瓷介质层:占成本30%-45%,最核心

这是MLCC的核心绝缘材料,通常由钛酸钡(BaTiO₃)等基础粉体掺杂稀土氧化物等改性剂制成。它的主要作用是储存电能,其配方和厚度直接决定了电容的性能。

目前,高端的陶瓷介质层可达0.45-1μm/层、1000+层;国产约1μm、500层内,国产还存在一定差距。

(2)内部电极:占成本≈20%

其材料由高端镍(Ni)、铜等金属浆料印刷在陶瓷介质层上形成。在制造时,内电极与陶瓷介质层交替堆叠,且相邻的内电极会分别错位连接到两端的端电极上,从而形成数百甚至上千个并联的微小电容器。

(3)端电极(外电极):三层结构

端电极也称外电极,位于MLCC芯片的两端,通常由银浆、镀镍层和镀锡层构成。它的作用是将内部交错排列的内电极引出,方便焊接在PCB电路板上,实现电流的导通。

下表:MLCC 组成成本

组成成分低容MLCC高容MLCC
陶瓷粉料20-25%35-45%
内电极(镍/银/钯)5%5-10%
外电极(铜/银)5%5-10%
包装材料20-30%1-5%
人工成本10-20%10-20%
设备折旧及其他20-35%20-30%

2、材料壁垒(配方与粉体)

(1)核心配方保密:

陶瓷粉体的配方是各厂商的核心商业机密。为了提升耐压性、温度稳定性等性能,需要在钛酸钡中掺杂特定的稀土氧化物(如镝、铽等),这些配方需要多年的研发积累。

比如,陶瓷粉体通常需要通过混合钛酸钡、氧化钛、钛酸镁等基础粉混合一些无机非金属材料形成一种定性配方来从基础材料端调节被动元件的产品特性。配方粉的配比和优劣,将直接对MLCC产品的尺寸、电容量和性能稳定性产生直接影响,因此,配方粉在MLCC生产制造企业最为核心的技术。

(2)纳米级粉体要求:

高端MLCC要求陶瓷粉体和金属电极粉体(如镍粉)的粒径极小且分布均匀。高端陶瓷粉体的技术,有待突破。目前日本企业钛酸钡的平均粒径能够做到 80-100nm,而国内企业能够做到的钛酸钡平均粒径为 120-150nm。

陶瓷材料由于制备工艺复杂、研发周期长、下游客户验证壁垒等,全球竞争格局较为集中,CR5 达到 81%,且主要被日本、美国公司所垄断,其中日本堺化学、美国 Ferro 公司的市场份额分别达到 28%和 20%。

随着国产替代进程加速,国内国瓷、风华、三环等企业等生产陶瓷材料技术和产量不断提升。

2. 工艺壁垒(叠层与共烧)

MLCC的生产包含上百道工序,包括调浆、瓷膜成型、印刷、堆栈、均压、切割、去胶、烧结等数十道步骤。其中,叠层技术和共烧技术是最难攻克的环节,直接影响产品最终性能。

下图:MLCC 工艺流程

(1)叠层技术

为了在小体积内实现高容值,需要在极薄的陶瓷膜片(单层厚度仅0.5-1微米)上精准印刷并堆叠数百至上千层内电极。

目前日本头部企业能够在单层 0.5-0.6μm 的薄膜介质实现 1,200层叠层,其中日本村田最高能够达到 1,600 层。而内资企业平均能够在单层介质厚度为1-2μm 的薄膜实现 800 层叠层,相较于海外仍然存在相当的技术差距,在同样尺寸下,内资企业所生产的 MLCC 电容要低于日系厂商。目前内资领军企业风华、三环 MLCC 产品的堆叠层数已经达到 1,000 层以上。

(2)共烧技术

MLCC是将陶瓷介质和金属内电极在高温(超过1000℃)下一次烧结成型。掌握好的共烧技术可以生产出更薄介质、更高层数的 MLCC。

由于陶瓷和金属的热膨胀系数不同,如何控制升温曲线,确保两者在烧结后不出现分层、开裂或短路,是决定产品良率和可靠性的关键技术。

(3)设备壁垒

高端MLCC的生产线高度依赖高精度、专用的自动化设备,如超薄流延机、高精度叠层机和气氛保护烧结炉等,比如,各式氮气氛窑炉(钟罩炉和隧道炉。

这些核心设备目前主要由日本厂商主导,而且设备自动化、精度方面有明显的优势。不仅采购成本高昂(单条高端产线投资可达数亿元),而且交货周期长,部分尖端设备甚至受到出口管制,这极大地限制了新进入者和中低端厂商向高端转型的速度。

三、市场竞争格局

1、全球&中国市场

根据中国电子元件行业协会数据,受益于全球消费电子需求回暖及新能源汽车高渗透率的双重驱动,2024 年全球 MLCC 市场规模达 1006.1 亿元,同比增长 5.0%。

据此预测,2025 年受益于 AI 服务器需求放量、车规级 MLCC 需求持续增加,预计 2025年全球 MLCC 需求量将增长至 4.95 万亿只,同比增长 1.2%。

全球 MLCC 2025年市场规模或将达到 1050.43 亿元,同比增长 4.4%;到 2029 年全球 MLCC 市场规模将升至 1326.2 亿元,2025-2029 年间的复合增长率约为 6.0%。

2024 年,中国 MLCC 市场规模达 528.4 亿元,同比增长7.0%;预计到 2029 年,中国 MLCC 市场规模将达约 672 亿元,国内市场 MLCC 需求量将达到 4.19 万亿只。2024-2029 年五年平均增长率分别为 4.9%和 3.2%。

下图:全球/中国MLCC市场规模发展趋势及预测

2、竞争格局

从竞争格局看,全球 MLCC 市场高度集中,仍由日、韩企业主导,前五大厂商占据77.3%的市场份额。

根据中国电子元件行业协会信息中心统计,全球份额最大的厂商为日本村田(Murata)31.8%市场份额;韩国三星电机(SEMCO)稳居第二,22.9%份额;日本太阳诱电(TaiyoYuden)占据11.2%市场,位列第三名。第四名是TDK,5.9%份额、第五名京瓷,市场份额为5.5%。

国内厂商主要包括三环集团风华高科,市场占比分别是2.5%和1.9%。与国内同行业可比公司相比,公司子公司宏明华瓷工业/商业级 MLCC 产品尚处于起步阶段,产销规模较小。

下图:2024 年全球 MLCC 主要企业市场份额

四、产业链

MLCC产业链上游为原材料供应,主要包括陶瓷粉末和电极材料;

中游为MLCC产品制造;

下游为应用领域,主要涵盖了消费电子、汽车电子、航天航空、船舶、武器装备、医疗设备、轨道交通等各行业。

1、上游:材料--成本占比约60%-70%

上游主要包含陶瓷介质粉体、电极金属粉体、辅助添加剂等三大环节。其中陶瓷粉体是最关键的卡脖子领域,成本占比分别达35%-45%。

(1)陶瓷介质粉体(核心“卡脖子”环节)

陶瓷介质粉体决定MLCC的介电常数、温度稳定性及耐压性能,成本占比达35%-45%。

钛酸钡(BaTiO₃)陶瓷粉体:是决定MLCC容量与可靠性的核心原料,高端粉体需达到纳米级粒径(80-120nm)、99.995%+纯度和4000+介电常数。

目前,钛酸钡主要有固相法、共沉淀法、溶胶-凝胶法、水热法等制备方法,不同方法将影响颗粒的微细度、均匀度等参数,从而影响 MLCC 产品性能,其中水热法制备的钛酸钡颗粒细且均匀,能够用于高端 MLCC 产品生产,但成本也相应较高。

目前由日本堺化学、TDK垄断,国内国瓷材料虽实现水热法量产,但高端产品介电常数仅2000-3000,粒径100-150nm,存在明显差距。

(2)电极材料

电极材料分为内电极和外电极材料。

其中,内电极材料--纳米镍粉:成本占比10%-15%,PVD法量产80nm镍粉为行业极限。需80nm以下粒径以适配01005规格。日本昭容化学全球市占40%,博迁新材以15%市占率居全球第二(国内市占90%)。

外电极材料--铜粉/银浆:成本占比5%-10%。高端银浆被杜邦、贺利氏垄断,国产化率不足5%。

(3)改性添加剂

改性添加剂主要是指在钛酸钡等基础陶瓷粉体中添加的少量物质,用于改善陶瓷材料的性能,以满足MLCC在电容量、温度稳定性、绝缘性等方面的要求,占粉体重量约5%。

常见的改性添加剂主要包括,稀土元素,如钇(Y)、钬(Ho)、镝(Dy)等提升绝缘电阻,减少介质损耗,从而增强MLCC的温度稳定性和可靠性。

另外,镁(Mg)、锰(Mn)、钒(V)、铬(Cr)等过渡金属可改变陶瓷粉体的烧结行为,促进晶粒生长和致密化,改善陶瓷的机械强度和耐压性能。

2、中游:制造核心工艺&设备

中游制造涵盖调浆、流延、印刷、叠层、共烧、端电极处理、测试等三十余道工序。核心技术集中在超薄流延、高精度叠层、高温共烧与三层电镀四大环节。

(1)超薄流延技术:决定介质层厚度,日企可稳定生产0.45-1μm瓷膜,均匀性±0.05μm,而国产设备精度仅±0.1μm,直接限制大容量小型化产品开发。

(2)多层堆叠技术:是提升容量的关键,日企可实现1000-2000层无错位堆叠,对位精度≤2μm,良率≥95%,国内厂商主流仅300-500层,良率70%-85%,高端产品差距更明显。

(3)高温共烧技术:需解决陶瓷(收缩率12%-15%)与镍电极(8%-10%)收缩率不匹配问题,日企通过精准控温(±1℃/h)和气氛控制(氧含量<50ppm)实现95%+良率,国内厂商在翘曲控制和一致性上仍有较大提升空间。

(4)端电极三层电镀(Cu/Ni/Sn):需保障厚度均匀(Ni 2-3μm、Sn 3-5μm)和1000次冷热循环无脱落,国内厂商在镀层附着力和耐腐蚀性上与日企存在差距。

(5)核心制造设备

MLCC产品在生产过程中有十几到二十个站点的流程,核心设备主要包括流延机、印刷机、叠层机和稳水压合机等。这些核心设备基本由日本东芝、京瓷、田中精机垄断,国产化率不足35%。

从核心设备的采购成本来看,叠层机的采购金额占比整体MLCC单条产线金额近半,属于最为核心的设备。

目前,MLCC叠层机设备头部厂商主要集中在日本,单台采购成本价高且交期较长,通常为1-2年时间,一定程度上限制了MLCC赛道厂商的快速发展。国内部分厂商,正积极推动叠层机自产自研,满足国内MLCC对叠层的需求。

下图:MLCC叠层机

3、下游:市场应用

下游覆盖消费电子、汽车电子、AI服务器、工业通信四大核心领域,2025年占比分别为34.5%、28.7%、18.3%和18.5%,不同场景对MLCC性能要求差异显著。

(1)消费电子:存量优化

消费电子是 MLCC 传统应用中规模最大、成熟度最高的领域。消费电子侧重常规容值与成本控制,单机用量1000-1500颗,中低端产品为主。早期MLCC的主要需求来自于移动终端/手机,占比达到了30%以上。

但行业增长的边际增量正持续收窄,行业贡献从 “增量增长” 转向 “存量价值提升”,MLCC 需求同样在向高端化方向演进,小型化、大容量、高频低损耗成为核心需求趋势。

(2)汽车电子:增长主力,价值翻倍

汽车电子是 MLCC 当前增长确定性最高的应用领域,也是拉动行业高端化转型的核心动力 —— 行业增长的核心逻辑,是汽车 “电动化 + 智能化” 的双趋势叠加,带来的单机用量提升和产品规格升级。

比如,汽车电子要求车规级AEC-Q200认证,耐受-55℃至175℃极端温度,新能源车单车用量1-1.8万颗,是传统燃油车的5-10倍,将持续支撑车规级 MLCC 的盈利水平。

(3)AI 服务器:增量爆发,重构价值

AI 算力基础设施是 MLCC 行业最新、同时也是爆发性最强的增长引擎 —— 大模型训练和端侧算力需求的快速膨胀,直接推动 AI 服务器成为行业增量需求的核心来源。

传统通用服务器的 MLCC 用量仅为 1800-2500 颗,而 AI 服务器由于算力支撑、供电架构、高速数据传输和 PCB 电源层密度升级的叠加需求,MLCC 用量呈数倍增长。

TrendForce 的实测数据显示,英伟达 VR200 NVL72 AI 服务器的单台 MLCC 用量高达 44.1 万颗,部分高配置平台的用量甚至突破 60 万颗。

近期,摩根士丹利对英伟达即将推出的新一代Vera Rubin机架(VR200)成本拆解报告中,其MLCC 用量约为60 万个以上 / 机柜,之前的GB300 NVL72,MLCC 用量约 46 万个 / 机柜。

BOM成本方面,单台 AI 服务器机柜从 1,530 美元增至 4,320 美元,增幅 182%,主要来自两个维度:一是计算板和交换机板 MLCC 用量与单价双升(计算板从 25 美元 / 板升至 90 美元 / 板,交换机板从 20 美元 / 板升至 45 美元 / 板);二是 VR200 新增 BlueField DPU 模组(18 块)和 ConnectX 网络模组,这些高算力模块对高容高压、高频低损耗 MLCC 需求激增。

下图:英伟达 Vera Rubin NVL72

根据中信证券的测算数据,2026全球服务器MLCC出货量约为千亿颗规模(约占当前MLCC市场整体出货量的2%),而至2030年有望持续扩容至4000+亿颗,年均复合增长速率约为40%。

考虑到服务器上MLCC小尺寸、高容值、高耐温等性能要求相较普通MLCC产品有较显著提升,假设服务器用MLCC平均单价是普通领域MLCC单价整体的3~5倍(或更高),故我们测算2026/2030年,服务器用MLCC市场规模占全球市场的规模分别约为10%、20~30%。

五、相关标的

以下是不完全列举:

(1)MLCC材料

国瓷材料:全球第二大、国内最大的MLCC介质粉体供应商,掌握纳米级陶瓷粉体核心技术,打破海外垄断,为国内MLCC厂商提供关键原材料。

博迁新材:国内高端MLCC用镍粉龙头,采用物理气相法(PVD)工艺生产纳米级镍粉,是三星电机、国巨等全球知名MLCC厂商的核心供应商。

洁美科技:电子元器件封装与制程材料龙头,核心产品包括MLCC用离型膜、载带等,纸质载带全球市占率超70%,MLCC离型膜已打入三星、村田等全球顶级MLCC大厂供应链,是MLCC产业链的“卖铲人”代表。

(2)MLCC制造

风华高科:国内MLCC产能规模最大的老牌龙头,月产能达635亿只,覆盖全尺寸、全系列MLCC,具备“陶瓷粉体、电极浆料到下游产品”的全产业链自主可控能力,在AI服务器、车规级MLCC领域技术突破显著。

三环集团:国内电子陶瓷元件龙头,MLCC产品矩阵最广,覆盖0201至2220尺寸常规品及中高压、车规产品,具备陶瓷粉体自给能力,技术壁垒深厚,车规级MLCC已进入全球头部车企供应链。

火炬电子:国内特种MLCC领先企业,专注于高可靠MLCC研发制造,产品应用于航空航天、武器装备、船舶及高端工业控制等极端环境,军工高可靠MLCC市占率稳居行业前列。

鸿远电子:国内军用MLCC核心供应商,产品广泛应用于航空航天、军工电子领域,技术实力雄厚,高端产品毛利率稳居行业高位,民用高端MLCC在工业控制、新能源汽车领域实现批量供货。

达利凯普:射频微波MLCC市占率全球前五、中国第一,专注于射频微波MLCC研发生产,产品主要应用于半导体射频电源、医疗及通信等行业,技术性能对标国际一线品牌。

(3)行业应用&其他

振华科技中国电子信息产业集团旗下的军工电子元器件龙头企业,1主营高可靠MLCC、钽电容等产品,垄断国内62%-63%军用MLCC市场

宏明电子:是国内唯一实现“瓷料-浆料-元器件”全产业链自研的企业,掌握从高端电子材料(陶瓷瓷料、导电浆料)到电子元器件设计制造的全链条核心技术,解决了制约国产MLCC发展的陶瓷粉体、电极材料制造工艺瓶颈,实现了关键材料与工艺的自主可控。

微容科技:在消费电子领域,微容科技的超微型MLCC(如01005、0201等尺寸)在中国市场排名第1,全球市场排名第2,仅次于日本村田。

④ 华新科技:国内高端MLCC的核心供应商,其车规级、工业级MLCC产品技术领先,广泛应用于汽车芯片、AI服务器、工业控制等领域,满足高可靠性、高稳定性需求,是国产替代的重要力量。

宏达电子:国内军用钽电容器的龙头企业,在军用及高端工业用MLCC领域,宏达电子也占据重要市场地位。

利和兴:重点开发高附加值的中高压及高频微波MLCC,应用于5G基站、AI芯片、新能源汽车电池管理系统等领域,已通过华为、摩尔线程等国产算力龙头企业的认证,在国产高频MLCC市场具有较强竞争力。

昀冢科技:主营智能手机摄像头零部件、MLCC(多层陶瓷电容器)及DPC陶瓷基板,其中MLCC产品已实现0805封装10μF高容量产,技术达国内领先水平,主要应用于新能源汽车、AI服务器等领域。

引用参考图片和文献:摩根士丹利、粉体圈、艾邦半导体网、中国电子元件行业协会信息中心、宏明电子招股书,爱建证券研究所、Trendforce、三星电机、中信证券研究、国元证券、东莞证券、公众号电介质MLCC、英伟达官网、三环集团等各公司官网等公开资料,不代表本人立场,不构成投资建议。

来源:Aiden的硬科技行研

展开阅读全文