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芒果体育创新自研3D结构硅电容器「宏衍微电子」加速推进国内硅电容产业化落地

作者:小编    发布时间:2023-09-21 17:47:19    浏览量:

  芒果体育随着数码电子产品更新换代的速度越来越快,尤其是以PC、5G手机、平板电视、数码相机等产品销量的持续增长,电容器作为电子设备中不可或缺的基础元器件之一,约占全部电子元件用量的40%,其市场规模也逐渐增长。

  中国无疑是全球最大的电容器市场。据中国电子元件行业协会统计,2019年全球电容器市场规模达220亿美元,中国市场规模为1102亿元,占全球市场71%,且中国电容器市场规模增速持续高于全球规模增速。

  近期,36氪接触到的「宏衍微电子」正是国内电容器领域的一家创业公司,其成立于2017年,专注于硅电容器的设计、研发与生产。公司核心团队在半导体制造、传统电容器和电子零件等行业拥有超20年经验。

  宏衍微电子联合创始人潘飞告诉36氪,目前公司的主要工作是做产品的研发和技术专利申请,以及样品生产。接下来将推进天使轮融资,主要用于客户验证,以及硅电容器项目的产业化落地。

  除了硅电容之外,电容器还包括陶瓷电容、铝电解电容、钽电容、薄膜电容等传统品类,其中陶瓷电容是当下市场应用覆盖最广、成熟度最高的电容器,市场占比约59%,具有高频率、低阻抗、高耐热特性。相比之下,尽管硅电容拥有超小尺寸、超高频率、高容量、可靠性和稳定性等特点,但技术壁垒极高,因此过去主要用于航空航天、军工雷达等领域,民用市场占比不到1%。

  直到2021年,硅电容器民用市场才开始起步。主要原因在于,下游电子产品呈现小型化趋势,反向要求并推动了上游陶瓷电容器向小型化、超薄化、大容量、固态化等方向发展。当前5G/6G通信网络已成为必然趋势,同时物联网、纯电汽车、Web3.0等应用对电容器的稳定性、高频率性、实时通信等提出了更高要求。

  但在技术方面,传统的陶瓷电容器是基于微米级材料和微米级工艺,由于微米级大晶体的离子之间缝隙较大、致密性差的特点,导致它在高频率下的能力损耗严重,其电气特性受到限制。不仅如此,微米级材料和工艺也让mlcc高频尖端产品无法实现3D蚀刻,因此若要保证它在高频率下的高容量值,工艺上需要做多层形式,导致体积较大,技术性能也会较差,无法满足市场需求。

  “所以目前高频率下的陶瓷电容器只有mlcc高频尖端产品拿的出手。”潘飞解释,但是微米级工艺带来的低精度(10um),导致其良品率较低芒果体育,反而增高了成本。

  相比之下,使用纳米级硅材料和纳米级半导体工艺制作的硅电容器,无论是材料本身优异的电气特性,以及成熟的半导体工艺都能实现电容器的3D结构设计,可完美解决mlcc高频尖端产品的技术痛点。

  3D结构设计也是硅电容器的核心技术壁垒所在。“同样大小的情况下,硅电容器的容量大约是陶瓷电容器的10倍。”潘飞提到,如果3D结构模型做不好,硅电容器的容量只能实现30%。

  基于自身专利,宏衍微电子构建了3DSC系列、HQSC系列两条产品线D硅电容器系列,基于3D结构设计,能够实现高频率下单层的高容量技术性能;后者指的是高质量硅电容器,能够满足通信基站、军工雷达等高温、高频率环境下,对电容器的低功耗、低漏电率、高稳定性等要求。

  现阶段,全球范围内只有日本村田、台积电两家企业拥有量产3D硅电容器的技术能力,其中村田深耕电容器领域多年,并在2016年收购了法国IPDiA S.A.这家头部硅电容器公司,整体技术水平遥遥领先。

  潘飞谈道,从技术上看,宏衍微电子的3D硅电容器综合技术性能已达到村田的70%左右,部分单点特性可优于村田。相比之下,他认为

  销售策略方面,宏衍微电子的打法则是用硅电容器做降维打击,通过技术适配逐步替换尖端陶瓷电容器市场,目前国内头部客户已向公司发出了两份产品验证邀约,完成天使轮融资后将迅速进入客户验证阶段,产品具有产品优势、销售优势。

  市场和政策环境方面,2020年以来工信部、国务院陆续发布《基础电子元器件产业发展行动计划(2021-2023年)》、《车用超级电容器》汽车行业标准修改等政策。“未来如果日本在尖端电容器领域卡脖子,国内也能够有可以替代的选择。”潘飞提到。

  一是光通信市场增长迅猛,高端硅电容使用率同比增长迅速;二是市场规模较大,可服务市场在50~100亿颗之间,现可获得市场25亿颗/年;三是潜在市场规模巨大,尤其是纯电、物联网等部分行业增长率超过100%;四是利润率高,越是高端电容,价格飙升,利润空间大。其中在2021年,国内代表性的光通信模块厂商出货量平均增长率超过50%,头部企业增速达80%。也正是这一年,我国开始从日本进口硅电容器。基于此,现阶段宏衍微电子的

  落地方面,硅电容器主要应用于LC滤波器、毫米波T/R组件、移动通讯基站、手机终端、医疗MRI及线圈等领域。据相关市场数据,目前整体硅电容器市场年用量预计达93亿个,年产60万片,手机终端市场占比最高,年用量将近60亿个。其中,电动汽车市场的扩大也让耐高温电容器需求巨增,预计到2025年,每辆电动汽车搭载的电容约达4万个,若该年电动汽车的出货量为700万辆,那么整体市场的电容器需求量将高达2800亿个。

  潘飞告诉36氪,完成天使轮融资后,公司的第二阶段融资目标为千万级人民币,主要用于自建生产线、购买设备,预计年产能1亿个,届时生产利润率将是代加工的3倍以上,整年利润率将实现千万级人民币,三年后利润率可达80%,未来5年实现自建3条生产线亿颗产能以满足国内市场。

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