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干货 | 开关电源各处损耗探究

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关键词:贴片钽电容的正负极 ;钽电容和陶瓷电容区别 ;贴片钽电容的正负极

市场规模达107亿美元稳增长,片式多层占主流。陶瓷电容是各类电容中产值占比最大的一类,在过去的10年,随着消费电子产品的小型化,陶瓷电容市场规模占电容市场整体规模的比重从2006年不到40%上升至2017年的50%,2012-2016年间CAGR保持在5.4%稳定增长。陶瓷电容可以分为单层陶瓷电容、片式多层以及引线式多层陶瓷电容器。多层陶瓷电容器(MLCC)具有耐高压、高温,体积小,容量范围宽等优势,因而下游应用较为广泛,占据了陶瓷电容器93%的市场规模。

消费电子核心部件,日系厂商占据主导。陶瓷电容具有容值、电压覆盖范围大及体积小的良好特性,因而被广泛应用于手机、PC、视音频设备以及汽车电子等领域,属于消费电子中用量最大的基本元件。以智能手机为例,目前单部智能手机的MLCC用量达600颗左右,而iPhoneX的单机MLCC用量更是达到了1200颗,相比之下,智能手机的单机电阻和电感用量仅250颗和40颗。在陶瓷电容制造方面,村田,三星电机、TDK、太阳诱电、国巨电子等厂商凭借陶瓷粉体材料以及技术优势占据了全球大部分市场份额。其中日系厂商村田、TDK、太阳诱电以及韩系三星电机产品覆盖各个层级,战略上侧重高端市场,台系国巨电子主要覆盖中档产品领域,国内本土厂商多为中小型企业,覆盖中低档水平产品。风华高科属于国内MLCC领域龙头,全球市场占比约为3%左右。

日厂转型+需求骤增,2017年MLCC供需失衡加剧。自2016年年中以来,因全球市场份额占比高达7%日系龙头大厂TDK宣布退出竞争日益激烈的中低端市场,转向高阶车用电子领域,传统型MLCC的供给量骤然缩小。而到了17年下半年,随着传统备货旺季的到来以及部分MLCC产品下游需求的骤增,MLCC的供需缺口不断拉大,MLCC迎来从低端到高端的全面缺货潮,其中一般型产品缺货尤为严重。国际各大厂商虽已满负荷生产,但交货周期仍不断延长,普遍达到4个月以上。

提价消息频传,17全年陶瓷电容价格上浮接近30%。在供需失衡的背景之下,17年MLCC价格也随之不断攀升到了新高度——以台湾国巨为例,2017年4月国巨首次宣布调涨部分MLCC产品价格,大约三成的MLCC产品涨价8%-10%;而到了6月,国巨再次将其MLCC产品价格调涨15%-30%;此后,在17年9月和第四季,国巨又接连两次进行价格调整,将部分产品的价格上调20%以上。在国巨涨价的同时,国内外各主要厂商也纷纷宣布调整MLCC产品价格,纵观2017全年,国际市场MLCC平均价格的涨幅接近30%。

汽车电子前景广阔,MLCC需求增幅超10%。根据日本经济中心,2016年全球MLCC下游需求中,汽车电子行业占比12%,低于手机、PC、视音频设备等部门。但从未来发展趋势来看,受益于新能源汽车和主动驾驶辅助系统推广,汽车电子却有望成为MLCC下游行业中增长最快的一个领域。根据中国产业信息,一辆普通内燃机汽车的MLCC需求量为3000颗,而一辆插电混合动力汽车的MLCC用量为12000颗,是普通内燃机汽车的4倍,一辆纯电动汽车的MLCC用量更是达到18000颗,为普通燃油车的6倍之多。而近年来,随着各国环保力度加强,新能源汽车迎来爆发式增长,2017年,全球汽车销售量增速大约为5.1%,而纯电动汽车和插电混动汽车的销量增速分别达62.9%和49.2%,带动整体汽车行业MLCC用量增长9%。2018年,新能源汽车高速增长的态势预计不会改变,如果按照60%、50%和5%分别作为纯电动汽车、插电混动汽车以及汽车总体的销量增幅进行估计,2018年全年汽车行业MLCC用量增幅大约在10.6%,与2017年大体相当。综合手机和汽车电子行业情况,我们认为2018年高端MLCC市场总体的需求增幅大约在13%左右。

市场规模超50亿美元基本稳定,主要应用领域为家电、工业、照明。铝电解电容器利用铝圆筒做负极,装入液体或固体电解质制成,因其阳极面积较大,可以达到较高的容值,在整体电容器行业中属于高压高容产品。铝电极材料需要经过腐蚀、化成两道工序,腐蚀箔指通过酸洗等腐蚀方式将铝箔表面腐蚀形成孔洞扩大比表面积;化成箔指将腐蚀过的铝箔通过氧化使其表面形成氧化膜。全球市场规模相对稳定,消费类电子应用占比高达35%,且国内消费量占比较其他地区更大,电脑及周边应用占比22%,工业、电力及照明领域应用占比18%。供应商方面日企仍旧独占鳌头,2015年NCC、Nichicon、Rubycon、Panasonic占据全球份额的56%,国内企业艾华集团和江海股份份额相对小,但正逐年扩大。

钽电容:干货 | 开关电源各处损耗探究
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铝电解电容自2016年便出现缺货趋势,2016年的供需缺口约5%,到2017年缺口持续拉大。原本缺口以日商供应的高压产品为主,近来扩散至电动车、新能源及变频器使用量日增的牛角型铝电解电容器。NCC、Rubycon等品牌的铝电解电容涨价,供应端未见明显产能扩充,涨价潮或将延续至年底,但年后应不会持续太久。2017年第三季度,日厂Rubycon对其产品全线调涨10%。2018年1月10日,日厂尼吉康宣布调涨插脚式和螺杆式全型号价格5%,1月11日台厂智宝跟进,其中低压品调涨8%~10%,中压品调涨10%~12%,高压品调涨6%~8%,随后其他厂商也纷纷宣布涨价公告。

铝电解电容下游主要应用领域为家电、工业、照明。根据智研咨询,全球铝电解电容器应用领域分布为消费电子产品占 35%, 电脑及周边产品占22%,工业占 18%,汽车10%,电信8%,其他7%。 消费类铝电解电容器主要用于节能照明、电视机、显示器、及空调等消费电子类市场;工业类铝电解电容器主要用于工业和通讯电源、专业变频器、风力设备、太阳能设备及逆变器等工业领域,电信类铝电解电容器主要用于服务器、交换机、路由器、通信设备等。

消费电子:智能手机季节性波动,家电需求稳步上升。全球智能手机呈现明显的季节波动,每年第四季度的手机出货量会迎来较大增长,而对应的手机厂商对铝电解电容的需求也随之存在季节性波动。本次铝电解电容涨价开始于2017年末,与波动的季节性需求相吻合。变频家电作为铝电解电容的高利润下游应用,2017年也表现出强劲的需求,如空调增速达到44%,冰箱增速也达到6%。家电逆变器、变频器、通用电源方面铝电解电容占整机成本5%-6%,空调中对应成本约30元,按国内年1.4亿台出货量计算,带来约40亿元市场空间,占铝电解市场空间近30%。

电脑及周边行业进入存量时代,需求保持稳定。近三年来计算机行业一直保持较低迷状态,2016年中国微型计算机产量-7.7%,2017年+5.8%,仍未回复到2015年水平。其原因是计算机行业市场渗透率已经达到较高水平,且产品更新换代较慢,因此增长并不明显。

制造业回暖,工业电源需求复苏。2016年8月以来,PMI指数从低位逐步回升,2017年 10 月PMI51.6,指数的回升验证了制造业回暖趋势。2017年9月,通用设备工业增加值同增11.1%维持高位,并且全国PPI同比上涨 6.9%、环比上涨1.0%,在持续三个月环比下降后有所回升,制造业持续复苏势头不减。而制造业的回暖会带动工业电源的需求,进而拉升对铝电解电容的需求。

矿机需求猛涨,短期带动铝电解电容需求超过4亿元。2017年下半年,比特币从不到2500美元大涨至接近20000美元,涨幅接近700%。而由于比特币的指数型增长,随之而来的是对比特币矿机和铝电解电容的大量需求。每个比特币矿机中大约有160块芯片,每一块芯片都相应需要一个普通焊针式铝电解电容器实现一级滤波,且矿机整体对固态铝电解电容器也有大量需求。据业内人士透露,2017年9月国内矿机厂商对普通焊针式铝电解电容器月需求达到300万只,固态铝电解电容器月需求3000万只,国内整体市场超过6000万元。由于比特大陆旗下子公司占全球比特币算力约14.3%,保守估计短期全球矿机市场对铝电解电容需求超过4亿元。

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