電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/李寧遠(yuǎn)）作為三大無(wú)源器件之一的電容，是任何硬件電路都離不開(kāi)的基礎(chǔ)被動(dòng)元器件。各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)都有著電容的身影，這些元件不僅關(guān)系到硬件電路整體的穩(wěn)定性，還決定了電子設(shè)備質(zhì)量的優(yōu)劣。

新能源汽車(chē)是現(xiàn)在電容非?；馃岬膽?yīng)用方向，電容的濾波、吸收和諧振這些基礎(chǔ)功能助力構(gòu)建起了新能源汽車(chē)的核心電控系統(tǒng)。從整車(chē)角度來(lái)說(shuō)，汽車(chē)電容既增強(qiáng)了汽車(chē)性能，又有助于保障汽車(chē)的使用壽命。

新能源汽車(chē)中的電容應(yīng)用

不同的電壓等級(jí)和不同容值下，有很多種電容類(lèi)別，從小容值到大容值大致上分為陶瓷電容、薄膜電容、鋁電解電容。當(dāng)然在超高容值范圍里還有目前比較有話題度的雙電層電容，也就是超級(jí)電容。在高壓低容值范圍內(nèi)，陶瓷電容的覆蓋面非常廣，而鋁電解電容有很高的容值，但是工作電壓相對(duì)較低，薄膜電容則介于二者之間，雖然容值上限不及鋁電解電容，工作電壓上限不及陶瓷電容，但是綜合來(lái)看具有高容值且電壓等級(jí)也不低。

新能源汽車(chē)?yán)铮沾呻娙蓊?lèi)別下的細(xì)分類(lèi)別MLCC電容以及DC薄膜電容是目前最火的兩個(gè)品類(lèi)。MLCC容值上限在100uF左右，電壓上限則在1000V左右，DC薄膜電容的覆蓋范圍要更廣一些。鋁電解電容作為一類(lèi)傳統(tǒng)的汽車(chē)電容技術(shù)也在不斷進(jìn)步，鋁電解電容器的容量是由陽(yáng)極箔決定的，采用特殊的蝕刻工藝加工最大限度擴(kuò)大其表面積讓鋁電解電容器具有遠(yuǎn)超其他電容的單位體積容量并實(shí)現(xiàn)極具吸引力的單位容量比成本。

DC薄膜電容在新能源汽車(chē)中的使用場(chǎng)景主要集中在電控、車(chē)載DC/DC和OBC中。新能源汽車(chē)需要考慮到抗震、高溫、高壓大電流、高可靠性等諸多要求，電解電容雖然容值足夠但其他方面無(wú)法完全滿足需求。DC薄膜電容開(kāi)始不斷取代電解電容，更好地去適配新能源車(chē)應(yīng)用，目前業(yè)界多以特性非常優(yōu)異的聚丙烯薄膜電容為主。DC薄膜電容良好的自愈能力意味著器件耐過(guò)壓能力強(qiáng)，高頻性好，可以明顯提高電動(dòng)汽車(chē)的性能、延長(zhǎng)蓄電池的使用期限，從而解決新能源車(chē)?yán)m(xù)航里程短的問(wèn)題。

MLCC，目前最熱的電容器。受益于汽車(chē)市場(chǎng)的蓬勃發(fā)展，MLCC成為用量最大、發(fā)展最快的電子元件之一，也因其小型化和大容量化，正逐步搶奪鋁電解、鉭電解、薄膜電容的市場(chǎng)。市面上有個(gè)說(shuō)法，“汽車(chē)是MLCC的集合體”，車(chē)規(guī)級(jí)MLCC的重要性可見(jiàn)一斑。車(chē)載用高信賴性MLCC包括軟端子電容、支架電容和三端子電容。軟端子電容在端電極中加入了柔性樹(shù)脂層，可減少因應(yīng)力導(dǎo)致的“彎曲裂紋”問(wèn)題，支架電容在端電極上安裝了金屬框架，具備大容值、低ESL和高信賴性的特點(diǎn)，而三端子電容則采用貫通式結(jié)構(gòu)，具備低ESL特點(diǎn)，可在廣頻帶中起到降噪去耦的作用。這些MLCC在汽車(chē)中的應(yīng)用相當(dāng)廣泛而且用量非常大，從ADAS到各種控制系統(tǒng)，從定位模塊到電池管理模塊等等。

超級(jí)電容則憑借高功率密度、寬溫域等熱性，為汽車(chē)電源等場(chǎng)景提供了不少助力。目前這個(gè)賽道還處于起步階段，市場(chǎng)需求的確在不斷擴(kuò)大，但相關(guān)產(chǎn)品的不完善之處還是存在，前景還是很不錯(cuò)的。

汽車(chē)電容市場(chǎng)概況

先看鋁電解電容，根據(jù)中國(guó)電子元件行業(yè)協(xié)會(huì)的相關(guān)數(shù)據(jù)，2020年全球鋁電解電容的市場(chǎng)規(guī)模在62.7億美元，2021年市場(chǎng)規(guī)模在63.3億美元左右，2022年全球市場(chǎng)規(guī)模約在64億美元。汽車(chē)鋁電解電容在整個(gè)下游應(yīng)用中的占比在5%左右，2022年全球汽車(chē)鋁電解電容市場(chǎng)規(guī)模大概在3.2億美元。

汽車(chē)鋁電解電容以Chemi-con、Nichicon、TDK、Vishay、Rubycon和Panasonic這些廠商為主導(dǎo)，大部分為日系廠商。國(guó)內(nèi)的主要廠商有艾華集團(tuán)、江海股份這些。

根據(jù)中汽協(xié)的相關(guān)數(shù)據(jù)測(cè)算，2020全球市場(chǎng)規(guī)模全球新能源汽車(chē)用薄膜電容器市場(chǎng)規(guī)模在13.7億元，2022年市場(chǎng)規(guī)模在40億元左右，預(yù)計(jì)在2025年超過(guò)90億元。

薄膜電容廠商市占率靠前的有松下、TDK、基美、法拉電子、Nichicon，這些廠商占據(jù)了全球市場(chǎng)份額的半壁江山。雖然國(guó)際廠商具備技術(shù)優(yōu)勢(shì)，但隨著國(guó)內(nèi)成本優(yōu)勢(shì)廠商的崛起，薄膜電容器供應(yīng)鏈向國(guó)內(nèi)核心廠商集中，以法拉電子和江海股份為代表的中國(guó)廠商正在完成技術(shù)追趕，持續(xù)提升市場(chǎng)份額。

MLCC市場(chǎng)大家應(yīng)該有所了解，消費(fèi)電子產(chǎn)品需求持續(xù)低迷，車(chē)規(guī)級(jí)MLCC需求迅速增長(zhǎng)，對(duì)比明顯。以村田為首的幾大日系MLCC廠商正快馬加鞭向“車(chē)規(guī)級(jí)市場(chǎng)”轉(zhuǎn)型。村田、TDK、太陽(yáng)誘電這幾大日系MLCC廠商都紛紛表示過(guò)因智能手機(jī)、PC產(chǎn)量減少，庫(kù)存調(diào)整壓力加大，導(dǎo)致MLCC等電子零件需求預(yù)估將較原先預(yù)期下滑，紛紛下調(diào)了業(yè)績(jī)預(yù)測(cè)。各大廠商在消費(fèi)電子市場(chǎng)需求下降的情況下，都開(kāi)始縮減支出，將產(chǎn)品線加快向車(chē)用市場(chǎng)轉(zhuǎn)移。

根據(jù)Paumanok數(shù)據(jù)，MLCC 2021年全球市場(chǎng)規(guī)模已達(dá)1147億元，其中汽車(chē)領(lǐng)域應(yīng)用占比為12%，2021年汽車(chē)MLCC市場(chǎng)規(guī)模為137.64億元。同時(shí)根據(jù)中國(guó)電子元件協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)，純電動(dòng)車(chē)的MLCC單車(chē)用量約為18000只，預(yù)計(jì)到2025年，全球汽車(chē)用MLCC需求量將達(dá)到4730億只。

國(guó)產(chǎn)MLCC廠商目前處于第三梯隊(duì)，供應(yīng)的產(chǎn)品雖然以中低端居多，也在加大研發(fā)投入，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的提升。如風(fēng)華高科、微容電子等廠商從2022下半年已陸續(xù)推出低容值車(chē)規(guī)產(chǎn)品并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能提升。

而在超級(jí)電容這一塊，據(jù)QYResearch統(tǒng)計(jì)，2021年全球超級(jí)電容器市場(chǎng)銷(xiāo)售額達(dá)到了12億美元，預(yù)計(jì)2028年將達(dá)到58億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率可達(dá)24.3%。Maxwell是市場(chǎng)占有率最高，其他的國(guó)際廠商還有松下、NEC Tokin、NessCap等，國(guó)內(nèi)的寧波中車(chē)、上海奧威科技、江海股份等的超級(jí)電容器產(chǎn)品也都相當(dāng)不錯(cuò)。

汽車(chē)電容發(fā)展趨勢(shì)

從技術(shù)方向來(lái)看，不管是鋁電解電容、MLCC、還是薄膜電容，為了適應(yīng)汽車(chē)應(yīng)用都在不斷升級(jí)迭代。以鋁電解電容為例，使用導(dǎo)電性好的聚合物和電解液代替純液體電解液以最大限度提升電容器的紋波電流能力，TDK去年就推出了混合聚合物鋁電解電容器進(jìn)一步減少并聯(lián)電容器的數(shù)量，實(shí)現(xiàn)了更高效率和更大功率的電容器組設(shè)計(jì)。Vishay則在今年推出了汽車(chē)級(jí)微型鋁電解電容器，紋波電流性能提升的同時(shí)進(jìn)一步減小了尺寸。

薄膜電容則在材料、自愈性、失效開(kāi)路、低耗散系數(shù)上進(jìn)一步做突破，從EMI濾波到PFC電容，到DC-link電容，LLC諧振階段的電容，以及最后的輸出電容，這些地方都會(huì)受益于薄膜電容性能提高。同時(shí)為了輔助OBC往小體積高功率方向的發(fā)展，薄膜電容現(xiàn)在也是盡可能往小體積做（前提是通過(guò)雙85測(cè)試）。

車(chē)規(guī)MLCC的技術(shù)門(mén)檻很高，對(duì)安全可靠性的要求一直都很?chē)?yán)苛，目前車(chē)規(guī)MLCC正在向小型化、大容量發(fā)展。因?yàn)殡S著新能源汽車(chē)的發(fā)展，汽車(chē)的控制也需要達(dá)到PC、手機(jī)同等的控制功能，這一需求需要更多的電容來(lái)實(shí)現(xiàn)降噪，為了減少去耦電容的數(shù)量，基板的小型化是非常有必要的。雖然MLCC在消費(fèi)內(nèi)市場(chǎng)呈疲軟態(tài)勢(shì)，但在汽車(chē)電子領(lǐng)域，它獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)不可替代，依舊火熱。

小結(jié)

薄膜電容彌補(bǔ)了電解電容的不足，在新能源車(chē)OBC、DC/DC上得到廣泛應(yīng)用，火熱的MLCC依靠其獨(dú)樹(shù)一幟的降噪、抗干擾能力一路為駕駛保駕護(hù)航。除此之外，還有一些基于壓電陶瓷技術(shù)、反鐵電電容器技術(shù)的特殊電容也為新能源汽車(chē)系統(tǒng)提供了極其緊湊實(shí)用的解決方案。在新能源汽車(chē)飛速發(fā)展的形勢(shì)下，各類(lèi)電容也需要在小型化、高容化、高耐電壓性以及高可靠性上持續(xù)升級(jí)。