(報告出品方/作者:興業證券,謝恒、姚康)
1、崛起:二戰後電子工業蓬勃發展,日廠占元器件行業半壁江山
1.1、元器件品類豐富,是電子行業基石
根據內部是否有源,電子元器件分爲主動元件和被動元件。一般來說,被動元件 不必接電就可以運作,能産生調節電流電壓、儲存靜電、防治電磁波幹擾、過濾 電流雜質等的功能,主要包括電容、電阻、電感,以及變壓器、晶振等。整體被 動元件市場規模超 300 億美金,電容、電阻、電感合計占比在 90%左右,其中, 電容又是用量最大的元件,超過被動元件總産值的 65%。
電容的主要功能爲濾波、耦合、諧振、旁路等,可細分爲陶瓷電容器、鋁電解電 容、钽電解電容、薄膜電容器四種,針對不同應用領域選擇也不同。從産值來看, 陶瓷電容是最主要的電容産品,占比約 56%,其中,MLCC 占陶瓷電容市場 93% 的份額,相當于一半以上的電容器市場,産值約 130 億美金。
電感器是能夠把電能轉化爲磁能的元器件,主要作用是篩選信號、過濾噪聲、穩 定電流和抑制電磁屏蔽等。電感按照工藝結構可分爲繞線電感、疊層電感、一體 成型電感和薄膜電感,其中,繞線和疊層使用最廣,前者 Q 值高,耐電流大,適 用于電源供應電路,後者 ESR 小,散熱性好,成本低,尺寸小,利于電路小型化。
電阻器在電路中主要用來調節和穩定電流與電壓,可作爲分流器和分壓器,也可 作電路匹配負載,分爲碳膜電阻、金屬膜電阻和繞線電阻三類。碳膜電阻是引線 式電阻,方便手工安裝及維修,價格也便宜,是早期普遍使用的電阻器。金屬膜 電阻是迄今爲止應用較爲廣泛的電阻,精度高、性能穩定、結構簡單輕巧。繞線 電阻的特點是工作穩定、耐熱性能好,誤差範圍小,適用于大功率的場合。
晶振也屬于被動元件,能夠提供穩定、高精度頻率源,使系統各部分保持同步。 晶體單元的特性取決于切割工藝,不同的切割方式決定了晶振的振動模式、頻率 範圍和溫度特性,目前按照切割方式可分爲音叉型、AT-Cut 型和 SAW 型三種晶 振。根據 CS&A 的統計,目前晶振市場規模約 30 億美金左右。
1.2、日本廠商占據了元器件産業的半壁江山
被動元件行業玩家主要集中在日本、韓國、中國台灣、美國和中國大陸,其中:
1) 日本廠商占據了被動元件領域的半壁江山,主要源自于二戰後日本電子産品 需求旺盛(包括本土和出口),以及日本經濟政策改革,對原材料采取較低關 稅水平,而提高電子産品的關稅,並且扶持村田、TDK、京瓷等本國寡頭, 日本元器件産業蓬勃發展。
2) 美國主要有兩家龍頭廠商威世(Vishay)和基美(Kemet),通過持續並購做 大規模。威世成立于 1962 年,通過電阻起家,1985 年開始,威世收購了 dale Electronics、Draloric Electronics 和 Sfernice,銷售快速增長,90 年代早期,威 世爲了獲得高容量電容市場的份額,收購了 Sprague Electric、Roederstein 和 Vitramon,2000 年後進一步收購了 Electro-Films、Cera-Mite、Spectrol 等,鞏 固在無源元件的地位,另外,威世在分立半導體領域,收購了 Telefunken、 Siliconix、Infineon 的紅外線元件業務和 International Rectifier 的某些分立半導 體與模塊産品線等。基美成立于 1919 年,1958 年開始制造钽電容,先後收購 了 EPCOS 钽電容業務、Evox Rifa、Arcotronics、Niotan 和 NEC Tokin 等,成爲全球最大的钽電容廠商,目前被國巨收購。
3) 韓國三星電機在全球被動元件行業也有舉足輕重的地位,生産 MLCC、電感、 電阻等産品,主要依托三星集團在電視、手機、平板等衆多電子終端擁有較 高的份額,訂單有保障,可以在微利情況下快速搶占市場份額。
4) 中國台灣自 20 世紀 70 年代以來,湧現了國巨、華新科、乾坤、禾伸堂、奇 力新等一批優秀的元器件廠商,主要受益于美日産能轉移,中國台灣代工産 業快速發展,以及政策支持,帶動上遊元器件産業發展,在全球占據一席之 地,不過在技術水平上,和日美廠商相比仍有較大差距。
5) 中國大陸元器件産業起步較晚,近年來隨著電子産業向中國大陸轉移,以及 中美貿易戰下供應鏈安全的迫切需求,本土元器件産業迎來黃金發展期,以三環集團、風華高科、順絡電子、法拉電子、江海股份、艾華集團等爲代表 的國産廠商在各個細分領域嶄露頭角,未來成長空間巨大。
具體來看,在 MLCC 行業,根據國巨披露的數據,村田以 31%的市占率排名第一, 其次是三星電機市占率 19%,國巨收購 Kemet 後市占率達到 15%,太陽誘電市占 率在 13%左右,前五大廠商占據超過 85%的份額,集中度很高。而在性能、可靠 性要求最高的車用 MLCC 領域,日本廠商更是占據壟斷地位,村田、TDK、太陽 誘電等日廠市占率在 90%左右。
在鋁電解電容領域,根據 Paumanok 在 2019 年發布的全球鋁電解電容器市場份額 排行,日本元器件貴彌功、尼吉康和 Rubycon 位居前三,中國大陸的艾華集團排 名第四。在薄膜電容領域,日本企業也是主要供應商,市場份額排名前五的企業 分別爲日本的松下、美國的基美(被國巨收購)、中國大陸的法拉電子、日本的尼 吉康和 TDK。
在貼片電阻領域,國巨占有 34%的份額,日本廠商 KOA、Rohm 和松下則分別占 據 9%、6%和 6%的份額。在電感行業,日本被動元件龍頭企業村田、TDK 和太 陽誘電的份額分別爲 14%、13%和 13%,三家廠商就瓜分了 40%的份額,市場地 位可見一斑。
在晶振行業,前五大廠商分別爲 Epson、NDK、KCD、晶技和 KDS,合計份額爲 49%,其中除晶技外,其余四家均爲日本廠商。不難發現,在被動元器件的各個 領域,日本廠商都憑借著高精尖的技術水平、可靠且穩定的産品質量獲得了極高 的市場份額。
1.3、二戰後電子工業的蓬勃發展是日本元器件産業崛起的大背景
日本元器件産業的崛起離不開電子産業高速發展的大背景。二戰後,日本經濟經 曆了高速的增長時期,1968 年即成爲全球第二大經濟體,被稱爲日本戰後經濟奇 迹。而日本電子産業發展的黃金時期則在 1970-1985 年,在這 15 年間,日本的産 業結構發生了很大的變化,對鋼鐵和原油的需求減少,對硅的需求則與日俱增。
民用電子産品的需求是産值增長的主要貢獻,大部分又出口到日本以外國家,彩 色電視機和家用錄像機(VTR)是兩個典型産品。根據日本財務省的貿易統計, 日本的彩色電視機從 1965 年開始出口,至 1985 年,出口額已達 0.6 萬億日元; 同樣的,日本 VTR 的出口額 1985 年超過了 1.6 萬億日元。
下遊終端需求的強勁增長爲上遊電子元器件的發展培育了豐沃的土壤。以 DRAM爲例,在大型機的拉動下需求快速增長,日立、NEC、富士通、三菱、東芝五大 企業聯合籌資研發,開發出低成本、高可靠性的産品,1975-1985 年間 DRAM 的 市場份額從不足 10%提升至接近 80%。
被動元器件亦是如此,在 1970-1985 年代日本電子産業的快速發展期打下了堅實 的基礎,即使 1990 初期日本泡沫經濟在達到巅峰後破滅,自此陷入“失去的三十 年”,但日本廠商憑借著精益求精的工匠精神,在元器件領域持續深耕,産品競爭 力遙遙領先,仍占據被動元件領域的半壁江山。
2、巅峰:垂直一體化+多品類擴張,村田、TDK、京瓷、太誘成全球標杆
2.1、村田:電子元器件領域創新先行者,多項産品全球第一
2.1.1、陶瓷電容起家,全球化擴張+多領域拓展,成就行業霸主
村田成立于 1944 年,創始人村田昭在京都四條大宮北的舊染布廠挂上了“村田制 作所”的招牌,以氧化钛陶瓷電容器起家。創始人村田昭在 1954 年就爲村田制定 了“磨砺精湛技術、實踐科學管理、供應獨特産品、貢獻文化發展、積聚信譽爲本、 謀求企業繁榮、彼此互助互惠、至誠感謝合作、同心同德經營”的經營理念,並一 直延續至今。“Innovator in Electronics”是村田集團全球共有的標語,意在開拓新市 場、新産品、新的事業領域,成爲“電子行業的創新者”。憑借著幾十年如一日的 工匠精神以及對市場需求敏銳的洞察力,村田的業務觸角不斷延伸,産品包括電 容器、壓電産品、其他元器件和模塊。公司 2020 財年實現營業收入 16301.93 億 日元,同比增長 6.3%,總職工數達 75184 人。
在收入結構方面,2020 財年公司電容器業務實現收入 6265 億日元,占總收入的 比重爲 38.5%;壓電産品收入 1293 億日元,占比 8%;模塊收入 4841 億日元,占 比 29.7%;其他元器件收入爲 3876 億日元,占比 23.8%。其中,電容器是主要收 入增長點,收入同比增長 12%,因爲受疫情影響,線上工作和學習的需求增加, PC 銷量有所提升。此外,智能機和汽車也貢獻了部分增量。
從下遊應用領域來看,通訊領域實現收入 8049 億日元,占總收入比重的 49.5%; 計算機及通信設備收入 2915 億日元,占比 17.9%;汽車電子實現收入 2732 億日 元,占比 16.8%;計算機及周邊設備實現收入 2915 億日元,占比 17.9%;家電和 其他實現收入 1861 億日元,占比 11.4%;AV 實現收入 719 億日元,占比 4.4%。 同樣受在線教育和在線會議的拉動,計算機及通信設備同比增長 26.5%,AV 同比 增長 17.8%。
回顧村田、TDK、京瓷、太誘等廠商 2010 年以來的股價表現,走勢基本一致,主 要有三輪上漲。第一輪是 2012 年下半年開始到 2015 年中,3G 向 4G 升級,智能 機銷量快速增長,通信制式的升級也拉動電子元件單機用量提升,村田這幾年收入也都實現了 15%以上的快速增長。第二輪是 2016 年中到 2018 年中,由于日本 廠商削減中低端産能、韓國廠商拉長交貨周期、台廠囤積庫存,MLCC 進入價格 上漲周期,村田在 2017、2018 年收入都實現了較快增長。在 2019 年底行業去庫 存結束後,受益 4G 到 5G 的升級,汽車電動化、智能化趨勢加速,MLCC 再次進 入新一輪景氣上行周期,村田的股價再次騰飛。
我們梳理了村田近 30 年的經營情況,收入體量穩步增長,僅在 2001 年 IT 泡沫、 2008 年全球金融危機、2011 年日本大地震、2016 年受大客戶影響通訊模組收入 下滑等幾次情形收入出現一定幅度的下滑。2020 財年,村田實現營業收入 16302 億日元,同比增長 6.3%,實現淨利潤 2371 億日元,同比增長 29.5%,預期 2021 財年收入和淨利潤分別增長 1.8%、1.2%。2010-2020 年收入複合增長率 10.19%, 淨利潤複合增長率達 16.06%,增長穩定持續。
公司的電子元件産品幾乎被用于所有電子設備中,如智能手機、電視機、電腦、汽車等。一直以來,以小型化、高功能化著稱的村田電子元件産品始終支持著電 子設備的發展,多個産品都在全球占據了相當可觀的份額。
以 MLCC 爲例,一部高端智能手機的平均使用量爲 1000 顆,一台高功能汽車的 平均用量爲 8000 顆,村田在該領域占據了全球 40%的份額(村田官網數據,與上 文統計口徑不同)。而其他産品,例如村田在 EMI 抑制濾波器占據 35%份額,在 SAW 波濾波器的份額爲 50%、在多層 LC 濾波器的份額爲 40%,在微型電池(氧 化銀電池)、振動傳感器、陶瓷諧振器和高頻電感領域,村田則分別占據 40%、95%、 75%和 30%的份額。
在村田的所有産品中,電容器是公司最重要的業務,根據公司財報,2019 財年電 容器業務爲公司貢獻了 37%的收入,對營業利潤的貢獻則更大,我們預計電容器 部分的營業利潤占比在 60%-70%左右。
本文從戰略和産品兩個維度來回顧村田的發展曆程。在公司戰略方面,村田的發 展可以簡單分爲兩個階段,第一階段是 1944-2005 年的全球化規模擴張,第二階 段是 2006 年以後的並購拓展領域。
自 1944 年創立以來,村田在創業之地和橫濱分別設立研發中心,並在多個國家成 立子公司和工廠,業務範圍遍布全球。1972 年,村田在新加坡設立了 MurataElectronics Singapore(Pte.)LTD.,開始了陶瓷電容器的當地生産,這是村田最早 的海外生産基地,是其朝著跨國企業進軍的第一步。隨後,公司又將業務觸角伸 向亞洲、歐洲、美洲等地,徹底發展爲國際化的電子元件制造商。
根據村田 2020 年的價值報告,公司擁有海外關聯公司 62 家,海外員工數 42851 名,職責包括地區統籌、生産、銷售和開發,海外銷售額占比超過了 90%。而覆 蓋全球的業務版圖也讓公司能夠更好地提供高質量的産品和服務,及時滿足客戶 的需求。
2006 年至今,村田通過多次並購不斷豐富産品線和應用領域。2006 年村田收購美 國德州的 Sychip 公司、2012 年收購瑞薩的功率放大器業務和 RF Monolithics Inc、 2014 年收購 Peregrine 半導體、2017 年收購意大利 ID Solution 等公司布局和加強 無線射頻與通信模塊領域;2007 年收購 C&D 科技電源電子事業部、2016 年收購 索尼的锂離子電池業務,布局和加強電源、電池領域,此外還通過收購加強了在 功率半導體、晶振、傳感器、材料等領域的實力。
最近的一次收購發生在 2019 年,隨著不斷蔓延的 VR 和 5G 的快速發展,不管是 追求真實遊戲體驗的娛樂領域、還是遠程醫療過程中需要向患者提供觸覺反饋的 醫療領域等各領域,村田都看到對觸覺體驗的需求越來越大,因此于 2019 年底宣 布收購了研究“3D 觸力覺技術”的 MIRAISENS 公司,希望將觸力覺應用于各種産 業領域。
通過全球化擴張和並購戰略,村田不斷完善現有業務並拓展新業務,因而得以享 受電子行業的發展浪潮。
其次是産品策略上,村田以市場需求爲導向推出新産品,獲取市場份額。1944 年 起,公司抓住通信設備的普及,在日本首次實現收音機溫度補償用钛酸鋇陶瓷電 容器的量産。1950 年代,晶體管收音機面世,設備小型化、輕量化,公司推出陶 瓷濾波器、PTC 熱敏電阻。1960 年代,公司開發出獨石陶瓷電容器(即 MLCC), 應對電子元器件需求的擴大。1970-80 年代,隨著車載電話、耳機音響普及,推出 陶瓷介質濾波器、陶瓷諧振器和鐵氧體磁珠,MLCC 也迎來放量。1990-2000 年代的互聯網浪潮、2010 年代的移動互聯網浪潮,村田持續開發出小型化 MLCC、 電感,以及通信模塊産品。目前進入 5G 時代,汽車電子化加速,村田又率先開 發出更小型化和大容量産品。
2.1.2、深挖材料潛力,打磨工藝,構築核心競爭力
我們認爲,村田的核心競爭力主要來自材料、工藝、設備的垂直一體化和精益求 精、堅持創新的工匠精神這兩者的融合。
村田在成立之初就有“只開發獨特産品”的原則,從上遊材料、薄膜成型、燒制到 加工和精加工、檢查和包裝,基本都一手包辦,由自家公司進行材料開發、工藝 開發、産品開發、生産技術開發,並進行垂直整合,全球分散生産,而且擁有行 業內名列前茅的生産能力,因此面對客戶需求能夠快速而及時地響應。
以材料技術爲例,村田秉承“好的電子設備來自好的電子元器件,好的電子元器件 來自好的材料”的理念,將客戶需求的性能重新返回材料,通過堅持從源頭進行管 理和開發的姿態,不斷升級材料加工技術,包括粉體粒徑的控制,微量添加物的 分散控制等等,創造出了具有優異特性的功能陶瓷材料,例如電介質、壓電體、 磁性體、熱釋電體、半導體,村田將陶瓷材料的潛力挖掘得淋漓盡致。
在陶瓷材料中積累的技術,又被利用到可帶來新功能的材料開發之中,除了陶瓷 材料外,村田還積極研究電極材料、有機材料等。
在加工工藝方面,村田有著高超的預處理技術,在電子元器件的小型化、薄型化 及高性能化方面,起著舉足輕重的作用,目前已經能夠穩定生産 0.5μm 厚度以下 的薄膜介質。品控方面,村田利用故障分析系統,對材料的物性、電氣特性、組 成及構造的評價采用有效的科學分析方法,從而爲客戶提供村田高可靠性的産品 和技術。
多年來的積累讓村田建立了從材料到産品的一條龍生産系統,獨立開發出了材料 技術和基本技術,並擁有其他公司所沒有的專業技術。通過持續性的技術開發投 資,村田能夠不斷開發新品,實現産品差異化。村田 2011 年以來每年新産品銷售 比例均保持在 30%以上, 2015 年甚至高達 45%。
公司每年研發支出持續提升,2019 年研發費用達 1025 億日元,占營業收入比重 的 6.7%。多年來,該比重始終保持在 6%以上。同時,知識産權戰略作爲村田事 業戰略和開發戰略的一部分,得到相當的重視,根據國際專利申請排名,2019 年, 村田的保有專利件數在日本 9136 件,在外國 14239 件,排日資企業第 8 位,全球 第 23 位。
依靠著獨家技術與上遊材料、工藝、設備機械、制造品管的垂直一體化戰略,除 了能夠削減成本,也是高獲利率、競爭力的來源。一切自制,村田將一切制程“黑 箱化”,樹立差異化門檻,能夠始終保持高競爭力。2020 財年,村田銷售毛利率 達 37.9%,淨利率爲 11.93%,與同爲被動元件龍頭的三星電機、TDK、京瓷、太 誘相比,位于行業前列。
除了垂直一體化之外,精益求精、堅持創新的工匠精神同樣重要,村田更是將此 發揮到了極致。創始人村田昭在 1954 年的經營理念重點提及“磨砺精湛技術、供 應獨特産品”,堅守技術堡壘,通過創新不斷提升産品的附加價值,而非低成本競 爭。同時,精益求精的工匠精神十分切合元器件行業需要的能力,因爲在材料、 工藝、設備領域都需要長時間的探索積累 Know-how,村田是幾個元器件大廠中 少數幾個沒有延伸到終端應用的廠商之一,始終專注于元器件的研發,這也是公 司每次都能及時推出滿足市場需求的産品的原因。
2.1.3、未來看好汽車電子和醫療領域
汽車領域
村田將汽車市場定位爲繼通信市場之後的基礎市場,使其成爲收益的支柱。智能 汽車電動化趨勢明顯,電子動力傳動系統、ECU 設備和 ADAS 中均需要使用大量 的電子元件。
根據村田的測算,隨著電動化、智能化加速滲透,高容值 MLCC 用量 5 年內會有 接近翻倍增長,高可靠性 MLCC 用量會有近 3 倍提升。
汽車客戶采用的元件向小型化發展,主要尺寸由 1608M(1.6×0.8mm)向 1005M (1.0×0.5mm)轉變,且對溫度的要求也更高。村田憑借著多年的技術積累,開 發出可靠性更高的材料,爲了實現元件的小型化和高可靠性、高性能,村田不斷 提高陶瓷材料的開發和加工技術、檢查技術,持續爲社會創造新的價值。
醫療領域
村田的第二項構想則是從長期的視角出發,在能源、醫療保健領域持續發起挑戰。 在早期,村田就提出過“主動智能”生活的概念。例如,在智能醫療領域可以做到 在身體還沒有做出反應之前,就用精確的感知與科學的方式提取身體發出的信號 並且實現健康、舒適的生活。
在 2014 年,村田即推出了“間接接觸 BCG 心髒沖擊掃描解決方案”,該方案能夠 分析人體的心髒機能指標,是由村田在芬蘭收購的 VTI 公司(現命名爲 MFI)和 歐洲領先的醫療機構合作研究的。
此外,村田還提出了醫療用 RFID(Radio Frequency Identification,無線射頻識別) 解決方案以助力醫用物聯網建設。RFID 技術具有識別距離遠、讀取時間短、精確 度高、數據存儲量大等優勢,僅以一個標簽就能提供一個集成解決方案,近年來 在醫療樣本管理、追蹤等領域獲得了越來越廣泛的運用。若貼在試管和培養皿上, 則能夠實現自動檢測、計數、驗證、鑒定等管理,有效提高血樣測試和實驗效率。 即使在低溫、潮濕環境下也能快速讀取,實現快速檢測。
而村田 2019 年 12 月收購“3D 觸覺技術”供應商 MIRAISENS,也是有意在醫療領 域發力,希望推進在遠程醫療期間需要給患者提供觸覺反饋的醫療領域等範圍內 的“3D 觸力覺技術”開發。未來,村田還將繼續在醫療領域進行開發研究,以實現 更高的社會價值。
2.2、京瓷:電子陶瓷之王,從零部件到解決方案,書寫勝利方程式
2.2.1、精密陶瓷起家,從零部件拓展到解決方案,打造陶瓷巨頭
京瓷成立于 1959 年 4 月,初始注冊資金 300 萬日元,取名爲“京都陶瓷株式會社”, 創立之初專門從事精密陶瓷的研發和生産。公司的經營理念是追求全體員工物質 與精神兩方面幸福的同時,爲人類和社會的進步與發展做出貢獻。目前,京瓷集 團在全球的業務領域已涉及原料、零件、設備、機器,以及服務、網絡等各個方 面,被稱爲電子陶瓷之王。京瓷集團 2020 財年(官網稱爲 2021 財年,本文爲了 和村田保持一致)實現營業收入 15268.97 億日元,同比下滑 4.5%,擁有集團公司 298 家,擁有員工 75505 名。
2021 財年開始,京瓷將重新劃分事業部,將之前汽車等工業零部件、半導體零部 件、電子元器件、信息通信、辦公文檔解決方案、生活與環保六大業務板塊,重 新劃分爲核心零部件、電子零部件、解決方案三大業務板塊。
按照新的劃分,2020 財年,京瓷核心零部件板塊收入 4246.69 億日元,占比 27.8%, 其中汽車等工業零部件業務實現營業收入 1358.84 億日元,占比 8.9%;半導體部 件實現營業收入 2635.95 億元,占比 17.3%。電子零部件板塊收入 2730.02 億日元, 占比 17.9%。解決方案板塊收入 8352.13 億日元,占比 54.7%,其中工業工具業務 收入1930.66億日元,占比12.6%;信息通信板塊收入2327.39億日元,占比15.2%; 辦公文檔解決方案板塊收入 3162.26 億日元,占比 20.7%。
按地區劃分,日本仍是最主要的市場,占比 36%,亞洲(除日本)、歐洲和美洲分 別占比 26%、18%和 17%。
我們梳理京瓷近 30 年的經營情況,整體趨勢與村田相近,收入體量穩健增長,1991 年至今收入複合增長率 4.28%,淨利潤複合增長率 4.23%。2020 財年,京瓷實現 營業收入 15268.97 億日元,同比下滑 4.5%;實現淨利潤 902.14 億日元,同比下 滑 21.0%。收入下滑主要是受設備及系統業務板塊中智能機和辦公設備的影響, 零部件業務則保持穩健增長。此外,智慧能源業務計提了 115 億日元的減值損失, 也對利潤造成了影響。京瓷預期2021財年收入和營業利潤分別增長13.3%、59.2%。
回顧京瓷的發展曆程,即“勝利方程式”:零部件→終端産品→機器→系統産品→ 服務貿易。從京瓷創立到 2000 年以前,京瓷以陶瓷技術爲核心,主要精力在于橫 向拓展精密陶瓷零部件,包括 IC 用陶瓷多層封裝産品、收購 Elco 切入連接器領 域、收購 AVX 鞏固在 MLCC 和其他被動元器件領域的實力。2000 年以來,京瓷 通過持續並購向下遊終端和機器設備延伸,包括手機、醫療器械、打印機、工具、 太陽能系統等,同時補全液晶顯示、PCB、鏡頭等零部件,成長爲一個紮根電子 元器件、業務輻射四周的綜合性集團。
2.2.2、立足京瓷哲學,材料、工藝、設備一體化構築競爭壁壘
我們認爲,京瓷的核心競爭力來自于兩點:
1)立足于京瓷哲學的優秀經營管理模 式:阿米巴;
2)持續深耕,做到材料、工藝、設備垂直一體化。
京瓷的創始人稻盛和夫被稱爲日本四大“經營之聖”之一,先後創辦的兩家企業: 京瓷和 KDDI,均爲世界五百強,並且半年時間讓日航扭虧,運用的都是同一種 經營模式“阿米巴”。阿米巴經營最初是稻盛在京瓷公司的經營過程中,爲實現京 瓷的經營理念而獨創的經營管理手法。
在阿米巴經營中,把公司組織劃分爲被稱作“阿米巴”的小集體。各個阿米巴的領 導者以自己爲核心,自行制定所在阿米巴的計劃,並依靠阿米巴全體成員的智慧 和努力來完成目標。通過這種做法,生産現場的每一位員工都成爲主角,主動參 與經營,從而實現“全員參與經營”。
阿米巴經營是一種以哲學爲基礎誕生的經營管理手法,其與同樣以哲學爲基礎的” 京瓷會計學”,一起成爲了京瓷發展的基石,最終能夠使銷售最大化、費用最小化, 進而實現“利潤最大化”,從而“人人成爲經營者”,最終實現幸福型企業。這是一 種極爲成功的經營模式,包括稻盛創立的京瓷公司、KDDI 以及稻盛主導重建的 日本航空,現在已經有 700 多家企業引進了阿米巴經營。
與村田一樣,京瓷在材料、工藝、設備環節也都有深厚的沉澱。60 多年來,經過 不斷研發生産,京瓷研發和生産部門積累了豐富的經驗和深厚的專業知識,同時還掌握了大量的核心技術。京瓷能夠提供 200 多種陶瓷材料,擁有大型燒結窯和 就地清洗設備,掌握各種成型、機加工和結合技術,擁有各式各樣的精度測量和 檢驗設備,提供廣泛的分析和評估服務。京瓷綜合這些專業技能,利用新技術和 新産品開發、無縫大批量生産能力和強大的解決問題的能力,滿足著客戶的需求。
憑借著各種尖端技術,京瓷向全球提供品類繁多、富有創新的陶瓷産品,持續不 斷地創造新價值,爲客戶的技術創新提供支持。從電子零件、工業用零件到功能 性材料、半導體加工設備零部件等等,京瓷均引領行業發展,在精密陶瓷領域始 終處于世界領先地位。
2.2.3、未來看好 5G、汽車電子、能源和醫療方向
未來,京瓷集團將持續研發投入,著重發力于 5G、汽車、能源和醫療幾個領域。
5G
根據 Gartner 的統計,未來 5G 無線基站出貨量將持續增長,預計 2023 年相關市 場規模將突破 250 億美元。隨著 5G 市場的不斷擴大,預計對天線組件等産品的 需求將進一步增加。京瓷在 5G 領域早有布局,陶瓷封裝基座、MLCC、晶振等産 品的需求將有較快增長。
同時,京瓷見證了 1G 到 4G 的發展,面對 5G 帶來的機會,公司正在開發將設備 連接到雲端的 5G 智能路由器。該智能路由器可以將數據從各種邊緣設備上傳到 雲端,並通過邊緣計算處理、反饋數據。
此外,京瓷還通過並購來擴展 5G 相關業務。2019 年 12 月,公司與日本化學企 業宇部興産合資成立 Kyocera-Ube RF TEC Corporation,合作生産用于 5G 基站的 陶瓷濾波器。
汽車
隨著智能駕駛技術的不斷發展成熟,ADAS 和自動駕駛系統市場有望持續增長, 矢野經濟研究所預計 2030 年自動駕駛系統數量將超過 8000 萬套。京瓷在自動駕 駛領域布局的産品包括攝像頭、AI 識別攝像頭、傳感器、遠程信息處理模塊等。
京瓷開發了一款低功耗的緊湊型汽車人工智能識別攝像頭。通過先進的識別技術, 即使人或車輛等物體被部分遮擋,也能夠實現可靠的檢測。汽車前置或後置攝像 頭捕捉到的行人、車輛等物體可以即時高精度識別,並及時告知駕駛員可能存在 的危險。同時,京瓷還參與了日本公共交通的建設,協助開發測試 BRT 的自動駕 駛技術。
能源和醫療
在可持續性發展的引導下,全球對能源的關注度居高不下。根據 IEA 的預測,到 2040 年,全球可再生電力容量將急劇增長。
京瓷正在協助研發攜帶區域基礎設施的能源服務方案。其目的是通過可再生能源 的本地生産和本地消費實現區域脫碳,再通過本地電力公司來擴大區域經濟循環, 以便在災難來臨時也能夠及時供應電力。同時,京瓷還成功開發了世界上第一個 粘土型锂離子蓄電池,並開始小規模限量銷售住宅用 Enerezza 儲能系統,未來有 望全面鋪開。
同時,由于日本人口老齡化問題嚴峻,醫療和護理費用每年都在增長,預計 2040 年將達到 93 萬億日元,因此醫療健康領域有著廣闊的市場空間。2019 年,京瓷 接管了美國一家開發和銷售骨科植入物的醫療設備制造商,加速醫療業務的海外 擴張。在再生醫學領域,京瓷也有所布局,推出了 Condensia PRP 制備試劑盒, 用于濃縮和提取富含血小板的血漿。
2.3、TDK:磁性材料和消費锂電領域的雙料巨頭
2.3.1、磁性材料起家,並購切入能源應用和傳感器領域
TDK 成立于 1935 年 12 月,是創始人加藤博士和武井博士取得了鐵氧體專利後, 以實現世界上首個鐵氧體磁芯的工業化爲目的創辦的企業。TDK 是一家以磁性技 術引領世界的綜合電子元件制造商,企業宗旨是“以豐富的創造力,回饋文化與産 業”,擁有享譽全球的四大革新技術(鐵氧體材料、磁帶、積層元件、磁頭),不 斷創造出了推動社會發展的革新産品。目前公司擁有員工數 129284 人,2020 財 年實現營業收入 14790 億日元,淨利潤 793 億日元,主要業務覆蓋被動元件、傳 感器應用産品、磁性應用産品和能源應用産品。
具體來看,2020 財年公司被動元件業務實現收入 4071 億日元,占總收入的比重 爲 28%;傳感器應用産品收入 813 億日元,占比 6%;磁性應用産品收入 1993 億 日元,占比 14%;能源應用産品收入 7402 億日元,占比 50%。按下遊市場劃分, 汽車市場收入爲 2502 億日元,占總收入的比重爲 16.9%;ICT 市場收入 8908 億 日元,占比 60.2%;工業設備市場收入 2785 億日元,占比 18.7%。
其中被動元件收入同比增長 2.9%,mlcc、鋁電解電容、薄膜電容、電感等均有增 長;傳感器應用增長 4.4%;磁性應用産品下滑 9.3%;能源應用産品是 TDK 主要 的收入增長來源,同比增長 23.8%,主要因爲平板、筆記本、遊戲機需求旺盛。
我們梳理 TDK 近 30 年的經營情況,整體趨勢與村田、京瓷相近,收入體量穩健 增長,近十年收入複合增長率 5.43%,淨利潤複合增長率 5.77%。2020 財年,TDK 實現營業收入 14790 億日元,同比增長 8.5%;實現淨利潤 793 億日元,同比增長 37.2%,能源應用産品是主要的收入和利潤增長來源。TDK 預期 2021 財年收入和 營業利潤分別增長 8.2%和 26.1%。
TDK 的發展可以分爲兩個階段,第一階段從創立到 2000 年以前,以磁性材料技 術爲核心,橫向拓展産品品類。TDK 從 1937 年開始量産鐵氧體磁芯,應用于無 線電設備、收音機等終端;1950 年代切入電容器領域,同時圍繞磁性材料技術推 出磁鐵、磁頭、磁帶等産品,充分受益便攜式音樂浪潮;1970 年代後,電子産品 小型化趨勢下,推出貼片電容、貼片電感、MHD 等元件;1980 年代後,相繼推 出 AMR、GMR、TMR 磁頭,促進了電腦小型化和大容量化。這個階段,TDK 主 要形成了被動元件和磁性産品兩大業務板塊。
2000 年之後,TDK 更多通過並購來擴張磁性材料體系以外的産品,主要包括 2005 年收購的聚合物锂電池廠商 ATL 和電源産品廠商 Lambda,奠定公司能源應用板塊業務的基礎。2008 年,TDK 用 12 億歐元收購德國 Epcos 公司,Epcos 在工業、 汽車和通訊有很好的基礎,于 TDK 形成互補。2016 以後,TDK 連續收購了三家 傳感器廠商Micronas、InvenSense 和Chirp Microsystem,以及ASIC開發商Icsense, 目前傳感器業務貢獻 5%以上的收入。
2.3.2、材料、加工、生産等五大核心技術構建護城河
TDK 自 1935 年成立至今,已走過八十余年。從作爲起點的磁性材料鐵氧體的制 造,到電子元件的疊層産品系列、薄膜系列生産工藝、以及通過每個電子的旋轉 而儲存信息的自旋電子學技術,TDK 運用各種納米技術,向磁性材料所具備的所 有可能性不斷發起挑戰,主要依靠的就是其長久以來引以爲豪的 5 大核心技術: 材料技術、産品設計技術、加工技術、生産技術、評價和模擬技術。
材料技術是 TDK 曆經 80 多年、並通過龐大的實驗和研究而積累的技術訣竅 所帶來的成果。TDK 從原子層面上追求材料的各種特性,比如在材料設計階 段,通過主要原料的配比和微量添加物的控制等,來實現所需的特性。
TDK 的加工技術能夠實施納米級的控制,最大限度地發掘出材料特性。公司的薄膜技術使自旋電子學等納米級控制變爲可能,從而創造出了最先進的電 子元件。
無論是多麽卓越的材料或加工技術,如果沒有正確評價的技術和模擬手段, 就不可能成功開發成産品。TDK 的評價模擬技術被廣泛的應用在從材料的分 析和解析、到産品構造、熱量和磁場的模擬解析、以及應用電波暗室的噪音 測定和抑制之中。
公司擁有制造和開發優秀生産設備的生産技術。優秀産品的制造需要優秀的 生産設備。在開發獨有生産工藝的同時,TDK 能夠公司內部制造實現這一工 藝的生産設備,這成爲 TDK 生産制造的優勢之一。通過進一步完善質量—— 成本——交期,推進從材料到産品的一體化生産,從而提供可滿足市場需求 的服務。
公司的産品設計技術是一種在理解産品的應用方法的基礎上,將各種已上線 的材料、電子元件整合起來,以制造出安全可靠的電子設備和最佳組合模塊 的技術。充分發揮電子設備和模塊特長的軟件設計也是一項極爲重要的技術。
2.3.3、未來看好 IoT、汽車電子、工業和能源方向
IoT
隨著物聯網時代的到來,無數機器由 IoT 相連以實現裝置的自動工作。TDK 在其 中看到了許多機會,也做了很多嘗試。首先是高電池性能,由于锂離子電池是使 用易燃的有機溶劑電解質制成,存在泄漏和著火的風險,因此物聯網設備制造商 對開發更安全、更可靠的含有穩定電解質材料的固態電池的需求也與日俱增。預 計將來 EV 等設備中的大容量電池也可能被固態電池取代,其市場規模將進一步 擴大。
目前,TDK 已經成功地實現了全球首款固態 SMD(表面貼裝器件)電池 CeraCharge 的商業化。CeraCharge 是基于 TDK 先進的積層陶瓷技術打造的,具有適合量産的 優勢,消除了泄露和著火的風險,還具有尺寸小、安全性高和使用壽命長的優勢, 適合搭載在各種環境下使用的 IOT 設備中。
同時,大數據時代的到來讓全球的數據量呈井噴式增長,根據 IDC 的預測,到 2025 年,全球每年生成的數據量預計將增加到175ZB(1 ZB等于10億太兆字節(TB))。 隨著 5G 通信和 IoT 設備的增長以及邊緣計算的出現,需要存儲在數據中心中的 數據量將繼續增加,從而有望進一步推動對 HDD 的需求。
目前,HDD 的記錄密度最近已超過 1Tb/in2(太比特/平方英寸),相當于在一平方 英寸內排列萬億個磁體。由于具有如此高的密度,記錄(磁性)層內的記錄位的 大小已經變得非常之小,以至于使用當前的磁頭技術進行寫操作即將接近物理的 極限。爲了實現突破,TDK 正在開發兩種下一代記錄方法:微波輔助磁記錄 (MAMR)和采用激光的熱輔助磁記錄(HAMR),有望進一步提高 HDD 的記錄 密度。
汽車電子
爲實現更加安全、舒適且對環境友好的綠色環保駕駛(Eco-Drive),汽車電子技 術正在加速發展。爲減輕環境負荷,xEV(HEV/PHEV/BEV)正在加速普及。 尤其是在歐洲和印度,“EV 轉換”工作設定了明確的截止日期,以逐步停止銷售由 內燃機驅動的車輛。這一全球性的 EV 趨勢預計將在全世界進一步加速。
同時,爲實現安全、舒適的交通方式,智能駕駛輔助系統(ADAS)和以實現自 動駕駛爲目的的開發活動已在全世界範圍內展開,汽車將能夠與所有事物互聯互 通。TDK 可提供陣容廣泛的電子元件和電子設實現汽車的“電動化”和“互聯化”。 通過適用于車載的高可靠性産品,爲應對汽車的安全性和環保的要求提供支持。
例如,電池電量指示儀表是混合動力電動汽車(xEV)的一項基本功能配置。電池監 測功能可以准確測量剩余電池容量,有助于精確估算行駛距離。而電流傳感器就 是影響電動汽車電池監測性能的元件之一,目前通常采用閉環電流傳感器進行測 量,而這種傳感器會影響電池監測設計的靈活性,並且無法減輕車輛重量。TDK 開發的新型閉環隧道磁阻效應(TMR)電流傳感器則可解決這些問題,其體積小, 功耗低,可以實現前所未有的高精度電池監測。
此外,針對自動駕駛中需要使用 3D 數字地圖對傳統導航系統的 2D 地圖進行補充這一困難,TDK 新開發了一款名爲 Coursa Drive 的軟件來支持自動駕駛車輛的 高精度慣性定位。它不僅能以較高精度測量及維護車輛位置,甚至能夠協助在 GNSS 信號範圍之外及信號中斷的環境中(例如隧道、地下停車場和多個建築物 之間的“城市峽谷”)進行自動駕駛,與 TDK 開發的車內 6 軸運動傳感器和 MEMS 電容式大氣壓傳感器搭配使用,可以支持 3 級及以上的自動駕駛。
工業和能源
隨著社會普遍尋求清潔能源以減少對環境及氣候的影響,人們的注意力開始轉向 電力傳輸手段,這可以將消費者與可再生能源(如海上風電場和遠程太陽能發電 廠)連接起來。未來全球高電壓直流(HVDC)輸電系統市場的規模有望強勁增 長,預計 2025 年將增長 60%以上,達到 115 億美元。
TDK 的電力電容器是位于 HVDC 鏈路兩端的換流站中的關鍵部件,它將交流電 轉換爲直流電流進行傳輸,然後在另一端再轉換回交流電,以便將電能反饋到電 網中。TDK 采用專有扁平繞卷技術,具有非常高的電流密度,尺寸也非常緊湊, 能夠在海上變流站的密閉空間展示出卓越的性能,控制電壓波動。目前,TDK 電 容器已經安裝在歐洲、美國、中國等多個 HVDC 項目中。
2.4、太陽誘電:定位超高端的 MLCC 和電感巨頭
2.4.1、陶瓷電容起家,專注于電容、電感和濾波器産品
太陽誘電 1950 年成立于東京都杉並區,以陶瓷電容器起家,創始人佐藤彥八在二 戰前曾是一名陶瓷材料研究員。太陽誘電的經營哲學是“關注員工幸福” “爲當地社 會做貢獻”和“確保股東分紅責任”。 2020 年,太陽誘電在紀念成立 70 周年之際確 立了新的使命,即積極運用過硬的技術能力、研發能力和提案能力等實力,竭盡 全力實現企業的進一步成長,並爲社會做出更大的貢獻。目前,太陽誘電仍紮根 于元器件領域。根據 2020 財年報,太陽誘電營業收入爲 3009 億日元,同比增長 6.6%,員工人數 22852 名。
2020 財年,太陽誘電的營業收入結構如下:第一大板塊是電容器,收入 1952 億 日元,占比 65%,主要爲 MLCC;第二大板塊是集成模塊和設備,收入 469 億日 元,占比 16%,包括 FBAR/SAW 器件、電源模塊等;第三大板塊是鐵氧體和應 用産品,收入 416 億日元,占比 14%,主要爲電感器;其他産品收入 172 億日元, 占比 6%,主要爲鋁電解電容器及電源設備。分地區看,海外銷售占比超過 90%。
其中電容器、鐵氧體和應用産品的收入分別有 10.6%、7.2%的增長,主要是智能 機、平板、電腦、遊戲機等終端用量的增加;集成模塊和設備、其他産品收入有 所下滑。
從下遊終端分布來看,近 5 年來,IT 基礎設施和工業設備(基站、服務器、安防 等)、汽車電子(ADAS、儀表和 ECU)占比不斷提升,2020 財年占比分別達到 24%、19%;通訊設備占比逐漸收窄,信息設備和消費電子占比相對穩定。
我們梳理了太陽誘電近 30 年的經營情況,整體趨勢與村田、京瓷、TDK 相近, 收入體量穩健增長,2012-2020 財年收入複合增長率 5.72%,淨利潤複合增長率 40.66%。2020 財年,太陽誘電實現營業收入 3009 億日元,同比增長 6.6%;實現 淨利潤 286 億日元,同比增長 58.8%,電容器和電感器是主要的收入增長點。太 陽誘電預期 2021 財年收入和淨利潤分別增長 9%和 4.8%。
太陽誘電的發展曆程相對簡單,成立以來一直深耕元器件領域,以市場需求爲導 向擴張産品線。1950 年太誘實現了钛酸鋇陶瓷電容器的商品化、1954 年生産鐵氧 體磁芯,應用于晶體管收音機和電視。1970 年代 VTR 和音頻設備流行,太誘推 出了軸向導線型陶瓷電感器和圓柱片狀陶瓷電容器。1980-90 年代,針對小型化需 求,推出大容量鎳電極 MLCC 和繞線片感,並切入光盤領域,不過在 2015 年退 出該市場。2000 年以後,太誘持續推進小型化、大容量 MLCC 的研發,研制出 1000μF 的 MLCC,並且通過收購補齊 FBAR/SAW 濾波器、鋁電解電容等産品線。
2.4.2、核心競爭力來自于材料技術和疊層工藝的積累
太陽誘電創始人佐藤彥八戰前就開始了對陶瓷材料的研究,抱著“從材料研究出發 實現成品化”的性能,開發陶瓷電容器,成立 70 多年來,對材料和疊層工藝的深 厚積澱形成了太陽誘電的核心競爭力。在此基礎上,太陽誘電開發出 MLCC、疊 層陶瓷濾波器、疊層壓電制動器、疊層功率電感等産品。
以 MLCC 爲例,太陽誘電擁有成熟的陶瓷材料合成技術和粒子控制技術,碳酸鋇 粒子粒徑非常小,保持一致性難度很高。同時,太陽誘電在印刷時能很好地避免 缺陷,其先進的流延和疊層技術能做出 0.3μm 厚度的薄膜介質,層數做到 1000 層以上。
2.4.3、未來看好 5G、物聯網和汽車電子方向
5G 時代和物聯網
在 5G 不斷普及、物聯網逐漸成爲現實的當下,數據流量的增加將助推 5G 基站、 服務器等信息基礎設施快速發展。日本電子和信息技術行業協會預測 2018 至 2030 年,全球 5G 需求體量的平均年增長率是 63.7%,到 2025 年和 2030 年將分別達 到 77.3 萬億日元和 168.3 萬億日元。基于此,太陽誘電將推出多種元件和半導體 器件,以滿足 5G 時代 IoT、感知解決方案的需要。
汽車電子化
太陽誘電認爲以互聯、自主、共享和服務(CASE)爲特點的汽車領域的“革命”, 很有可能助推自動駕駛汽車和電動汽車的強勁增長。而汽車電子化的趨勢將推動 電子控制單元(ECU)需求的持續增長。日本電子和信息技術行業協會預測 2017 至 2030 年,全球 CASE 相關的汽車設備市場體量的平均年增長率是 10.8%,到 2025 年和 2030 年將分別達到 9.1 萬億日元和 13.3 萬億日元。基于此,太陽誘電 將提供一系列符合 AEC-Q200 標准的汽車電子産品,滿足汽車市場對高可靠性的 需求,例如高可靠性和大容量的 mlcc 産品。
3、啓示:國産化黃金期開啓,具備一體化能力的平台型企業空間巨大
3.1、終端、組裝、模組的産業轉移爲元器件國産化提供肥沃的土壤
在 2010 年前後,三星、諾基亞、LG 等海外品牌仍是手機市場的主流玩家,而短 短幾年,隨著華爲、小米、OPPO、vivo 等國産品牌的崛起,智能手機國産化逐漸 成爲主線。根據 IDC 的統計,2010 年諾基亞仍占據全球智能手機出貨量的 1/3, 至 2012 年份額就跌至 4%。與之形成鮮明對比的是國産智能手機,2011 年,我國 只有中國台灣的 HTC 出貨量排名前五,份額爲 8%,而至 2020 年,國産品牌華爲、 小米、OPPO 和 vivo 的出貨量份額合計已達 44%,占據全球接近一半的份額。
PC 領域也有類似的情形,過去惠普和戴爾出貨量常年位居前二,自 2013 年聯想出貨量首次超越惠普後,除 2017 年略低于惠普外,2013-2020 年始終占據出貨量 首位。
伴隨著下遊終端國産化,上遊模組、組裝等産業鏈環節也在逐漸向國內轉移,其 中誕生了兩家龍頭企業——立訊精密和舜宇光學科技。立訊精密是一家典型的蘋 果鏈公司,以連接器起家,2011 年收購昆山聯滔電子後切入蘋果産業鏈,並陸續 取得蘋果線束、Apple Watch 無線充電和表帶、聲學、天線、馬達等關鍵零組件訂 單,2017 年開始陸續切入 AirPods 組裝、Watch 組裝、iPhone 組裝,收入多年來 持續高速增長,2020 年營業收入達 925 億,同比增長 48%,2007-2020 年營業收 入複合增速高達 54%。
舜宇光學科技則立足光學,安卓品牌是其主要客戶,主營産品包括模組與鏡頭, 是光學領域少有的同時擁有鏡頭和模組技術的平台型企業。過去智能手機攝像頭 持續升級,大光圈、大廣角、微距、高倍變焦等功能需求推動攝像頭單價與數量 持續提升,帶動舜宇業績的高速增長。同時,由于光學下遊應用領域豐富多樣, 舜宇還積極切入汽車、醫療、VR/AR 等領域。通過十余年來持續地擴品類,拓領 域,公司不斷築高競爭壁壘,2004-2020 年營業收入複合增速爲 35%,16 年來收 入增長超 100 倍。
再往上遊,元器件作爲電子産品必備的零件,有著巨大的國産替代空間。以 MLCC 爲例,模組和組裝環節,我國作爲全球電子制造業基地,國産化土壤完備。根據 海關數據,每年 MLCC 進口數量均以萬億只計,2020 年進口數量達 3.08 萬億只, 金額達 81.16 億美元。
目前我國電子制造業還是組裝、模組居多,根據微笑曲線,在一條産業鏈的若幹 個區間,即産品研發、零部件生産、模塊零部件生産、組裝、銷售和售後服務中, 生産制造環節(即組裝)總是處在産業鏈上的低利潤環節。從毛利率的比較中也 可以很明顯的發現,提供上遊元器件的三環集團、瑞芯微和終端品牌安克創新享 有較高的毛利率。因此,我國制造業升級勢必要向微笑曲線兩端移動,大力發展 上遊元器件和打造品牌。
3.2、材料、設備、工藝垂直一體化是元器件企業做強的基因
那麽具備怎樣品質的公司最爲受益這輪元器件國産化浪潮呢?總結村田、京瓷、 TDK、太陽誘電的發展曆程,之所以能在 MLCC、電感、電阻、晶振等領域無往 不勝,無一不是深耕材料技術(陶瓷材料、磁性材料等)、打磨工藝(共燒工藝、 印刷工藝、介質薄層化技術等),甚至是自制設備,同時有完善的檢測/評估技術。
在材料、工藝、設備的積累,正是元器件行業的核心壁壘。我們以 MLCC 爲例, 詳細論述垂直一體化對于被動元件的重要意義。MLCC 的生産制造流程非常複雜, 包括調漿、成型、堆疊、均壓、燒結、電鍍等衆多環節,無一不對廠商在陶瓷粉體、成型燒結工藝、專用設備的積累,有著極高的要求。
粉體制備和配方是産品性能和成本的關鍵
MLCC 使用的陶瓷粉體,是在钛酸鋇基礎粉上添加改性添加劑形成的配方粉。钛 酸鋇可以作爲電介質材料的主要原因在于其常溫條件下介電常數較高,但另一方 面,钛酸鋇也存在缺陷,在常溫下钛酸鋇材料的損耗角正切值很大,介電常數溫 度系數也很大,因此未經改性的钛酸鋇尚不適合作爲電介質。
改性添加劑主要包括稀土類元素,例如钇、钬、镝等,以保證配方粉的絕緣性; 另一部分添加劑,例如鎂、錳、釩、鉻、钼、鎢等,主要用以保證配方粉的溫度 穩定性和可靠性。這些添加劑必須與钛酸鋇粉形成均勻的分布,以控制電介質陶 瓷材料在燒結過程中的微觀結構及電氣特征,改性添加物一般占到 MLCC 配方粉 重量的 5%。
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遊 MLCC 産品 的尺寸、電容量和性能的穩定,同樣體積下要實現更高的容值,就需要更薄的陶 瓷介質達到更多的疊層,即要求陶瓷粉體顆粒足夠精細。同時,粉體在 MLCC 的 成本結構中占比在 20%-45%之間,粉體的自制也直接影響 MLCC 的盈利。因此, 日本 MLCC 龍頭廠商,都有較高的粉體自制比例。
目前國內外産業化的高純钛酸鋇主要生産方法有:固相法、草酸共沉澱法和水熱 合成法,後兩者都屬于液相法。固相法是將等摩爾的高純碳酸鋇(99.8%以上)和 二氧化钛(99.9%以上),經球磨、混合、壓濾、幹燥,再經 1050-1150℃煅燒而 得,反應式爲:BaCO3+TiO2→BaTiO3+CO2。
共沉澱法是將等摩爾的可溶性 Ba2+、Ti4+混合,在偏堿的條件下,加入沉澱劑中, 使 Ba、Ti 共沉澱,然後經過濾、洗滌、幹燥、煅燒後得到钛酸鋇粉體,以草酸作 爲沉澱劑的應用最爲廣泛。水熱法是指在密閉的高壓釜中,通過將反應體系水溶 液加熱至臨界溫度,從而産生高壓環境並進行無機合成的一種方法,具體來說,將含有鋇和钛的前體(一般是氫氧化鋇和水合氧化钛)水漿體,置于較高的溫度 和壓力下(相對常溫、常壓),使他們發生化學反應,經過一定時間後,钛酸鋇粉 體就在這種熱水介質中直接生成。
固相法工藝簡單,但是顆粒大、化學成分不均勻,共沉澱法産品純度較高,粒度 較小,但也很難達到 100nm 以下,同時洗滌工藝複雜,成本高,钛和鋇的摩爾比 也很難控制。水熱法是目前最主流的制備方法,純度高、均勻度好、粒度細,可 以達到 20nm 左右,當然溫度和壓力等反應條件苛刻、技術水平要求較高。
目前能夠實現高純度、精細度和均勻度的钛酸鋇粉體制備的廠商以日本和美國爲 主,日本 Sakai 化學、日本化學、日本 FujiTi、美國 Ferro 等占據 85%左右份額, 可以制備 100nm 粒徑以下的钛酸鋇粉體,國內的國瓷材料,是繼 Sakai 化學全球 第二家能成功運用水熱工藝批量生産納米钛酸鋇粉體的廠家,市占率在 10%左右。
核心工藝和定制設備的能力都需要積累大量的 Know-How
除了高精細度钛酸鋇粉體制備,介質薄層化技術和共燒技術也是 MLCC 生産需要 掌握的核心技術。在一定的體積上提升電容量是 MLCC 替代其他類型電容器的有 效途徑,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。
目前以村田爲代表的日本廠商,已經可以將單層薄膜介質厚度減少至 0.5μm 以下, 疊層在 1000 層以上,而國內的較高水平爲 3μm 左右厚度的薄膜介質。介質薄層 化主要使用流延工藝,將漿料均勻塗布在 PET Film 上,通過加熱幹燥方式,形成 一定厚度、密度、均一的薄膜。
成型方式的選擇、刮刀和基帶的距離、擠壓機的壓力會影響薄膜介質的厚度,基帶流速、幹燥溫度的控制則會影響薄膜介質的均勻度,整個流延工藝中需要積累 大量 Know-how。同時,廠商需要有設備改造的能力,標准化設備並不足以發揮 最大的效能,以核心設備流延機爲例,刮刀的選擇,Dry Zone 的設計等,都是廠 商對陶瓷材料和工藝深刻理解的體現。
關于共燒技術,MLCC 元件主要由陶瓷介質、內電極金屬層和外電極金屬層構成。 在生産過程中,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。陶瓷粉體、工藝、設備垂直一體化就更爲重要。
3.3、橫向拓展品類和縱向延伸打開元器件企業的成長空間
雖然元器件的價格並不高,但村田、京瓷、TDK 的産值均做到了萬億日元以上, 太陽誘電産值也超過了 3000 億日元,除了因爲在各自擅長的領域有很高的份額外, 産品線豐富是重要原因。
根據我們梳理,日系元器件大廠在自身領域做強後,憑借材料、工藝、設備上的 積累,橫向拓展可以利用相似能力的領域,做大規模。因爲在元器件領域,不同 産品之間或使用相同的材料、或制造工藝類似,所以具備較強的拓展性。
以村田爲例,基于對陶瓷材料深刻的理解和疊層工藝,從MLCC拓展到疊層電感、 LTCC 濾波器等産品;TDK 則是基于對磁性材料的理解,從鐵氧體磁性拓展到電 感、磁鐵、磁頭等産品。
在橫向拓展之外,通過並購向下遊延伸或者補全有上下遊協同的産品線,也是日 系元器件大廠常見的手段。村田在自身射頻技術的積累之上,收購瑞薩的 PA、 RF Monolithics 的通信模塊和高頻部件、Peregrine 的射頻開關等,開發出射頻前 端模塊産品;向下遊延伸最多的是京瓷,通過並購從元器件、精密陶瓷件領域切 入手機、打印機、太陽能系統等終端産品和應用。
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精選報告來源:【未來智庫官網】。