電子產品不可或缺的電子業大米！被日本稱霸的積層陶瓷電容（MLCC）

陶瓷電容是由意大利人發明，後經美國人改良逐漸形成MLCC。MLCC是以陶瓷材料製成，能夠儲存電能。至於ML是多層（Multi-layer）的縮寫，指的是多層導電和絕緣材料。這種材料能使陶瓷電容在手機內部等狹小的空間內具備更高的性能。1970年代隨著計算機行動裝置迅速發展，MLCC成為電子裝置中不可缺少的零組件。然而在這股浪潮中，受惠的卻非改良者美國，而是日本。如今，在MLCC前5大廠商當中日企就佔了其中3名，加起來拿下全球過半的市佔率。今天就讓我們來聊聊日本是如何稱霸MLCC市場。

首先來了解一下，大家都聽過的被動元件到底是什麼？電子元件分為兩類，主動和被動，差別在於是否需要電源驅動。例如電晶體及二極體等半導體元件就是「主動元件」，而包括電阻、電容、電感等「被動元件」則往往視為配角，若非相關人士很少會去了解。但被動元件的技術發展對電子業來說十分重要，在3大被動元件中，電阻器的功能主要調節電流及電壓大小。電感器則過濾電流雜訊，防止電磁波干擾並穩定電流。電容器為主要的電能儲存元件，進行耦合及協調等功能。其中又以電容的市場規模最大，可分為陶電容、鋁質電容及鉭質電容等。目前最熱門的MLCC就手是積層陶瓷電容，又常稱為貼片電容。為何陶瓷電容特別受到市場青睞？主要是因為物理特性，陶瓷電容不但耐高電壓、高熱、運作溫度範圍廣，且在高頻使用時損失率較低。而且MLCC能晶片化使體積縮小，加上價格便宜及穩定性高等優勢，非常適合大量生產。相較之下，鋁質電容的電容值雖高，且晶片化程度僅次於MLCC，但性能容易受環境影響。鉭質電容也有許多優點，但污問題多也更昂貴。聞期的智慧型手機約需要幾百個MLCC，而現在5G功能的手機裡頭就有超過1000個MLCC。

其實不只傳統的電子產品，汽車業也需要用到被動元件，尤其近年來電動車及自駕車等新創產品普及。以往1輛車只需要近2000顆被動元件，進入電動車時代後有些產品設計需要用到的被動元件數量甚至上萬顆。那麼，MLCC又是怎麼發展而來的呢？早在1900年，意大利人隆巴迪就發明了陶瓷介質電容，隨後在1930年代經過美國人的改良，將鈦酸鹽引入作為原材料才做出價格更便宜的陶瓷電容。後來又將陶瓷電容用於小型精度要求極高的軍用電子設備當中，才有了MLCC的雛型。到了1960年左右，MLCC開始商品化。1970年代隨著混合IC、計算機以及行動電子設備的進步，MLCC也隨之迅速發展，成為電子設備中不可或缺的零組件，現在的陶瓷電容約佔整體市場的70%左右。然而，令人意外的是，在這場浪潮中吃到紅衛的不是改良MLCC的美國，而是日本。

日本MLCC之崛起和1970年代的日本電子和汽車業快速發展有極大的關係。在15年的黃金歲月當中，日本電子業產值增加了5倍，內需增加了3倍，出口增加了11倍。SONY、東芝、NEC等知名企業也先後崛起，同步帶動了被動元件需求激增。再加產美國的技術轉移及當時日本廉價的勞動力，連帶村田製作所、TDK、太陽誘電等MLCC也高速成長。目前，MLCC前5大廠依序是村田、三星電機、國企、太陽誘電和TDK，光是龍頭村田的市占率就高達31%。以全球格局來看，MLCC廠商分為3大梯次。第1梯次是日韓廠商，第2梯次是美國、台灣廠商，中國廠商則是第3梯次。各大廠商都有一定的中低楷MLCC產能，但高楷產能仍集中在日廠手裡。

近年來，MLCC市場也經歷了不少波動。早在疫情前，2017年全球就曾掀起一波被動元件漲價潮。當時由於日系大廠退出一般標準型MLCC市場，走向高階產品，如車用、工業和智慧型手機等毛利較高的產品線。然而中低楷主力的中國及台廠擴產並未跟上，導致價格暴漲。此外，由於MLCC產地主要集中在東南亞等地，2021年8月受新冠肺炎疫情影響，村田、太陽誘電分別宣布關閉1間工廠及暫停部分工廠營運，一度引發市場極大恐慌。擔心一旦MLCC短缺，電子業將「斷糧」。不過後來遇上晶片嚴重短缺，許多車廠除了減產別無選擇，因而減緩了對其他元件的需求。

在MLCC領域，日企擁有哪些優勢？首先是豐富的經驗。在MLCC產業剛剛萌芽時，日企便開始在此領域佈局。TDK成立於1935年，村田成立於1944年，太陽誘電成立於1950年。在將近80年的發展歷史中，日企累積了豐厚的生產、研發經驗，而在MLCC領域這些經驗尤其重要。由此形成強大的技術壁壘，使後來的追趕者在短時間內難以追上。

其次是領先的工藝技術。在MLCC生產技術上，日企擁有明顯優勢。在疊層印刷技術上，日企可以實現堆疊層數超過1000層的量產水平，介質厚度接近1微米。憑藉高精度的技術，日企可以做一次性生產百萬件的MLCC產品，且幾乎沒有不合格產品。在共燒技術上，日本在MLCC燒結專用裝置技術上領先。不僅有各種氮氫窯爐，也在裝置自動化，精度方面也有明顯優勢。

最後是掌控上游產業鏈。在材料方面，MLCC的原料包括MLCC粉體材料和金屬電極。其中粉體材料包括碳酸鋇、氧化鈦、鈦酸鎂等材料，而這些材料基本上都被日商所壟斷。例如，65%的電子陶瓷粉體市場由日商寡占，其中日本堺化學就佔了27%，是全球最大的陶瓷粉體生產商。而且材田、TDK、太陽誘電所使用的陶瓷粉體也都是自研自用。作為產品的核心，技術保密到家，研製的產品也不對外販售。而在金屬電極方面，一般原本都是採用貴金屬的鈀銀電極，但日企率先採用賤金屬的鎳電極，使MLCC電極材料的成本大幅下降。

另外，在設備方面，包括製造MLCC用堆疊機、印刷機、切片機等裝置上，日企也佔據領先地位。這一切都讓日企鞏固自身的優勢，提升競爭力。值得一提的是，有種觀點認為日本之所以能壟斷MLCC產業可能和「工匠精神」有關。雖然工匠精神有時候意味著刻板、守舊。但另一方面工匠精神也代表著不斷追求更高的技術，幾十年來如一日的打磨著某款產品，這種工匠精神在變化緩慢的產業中出乎意料地發揮了巨大作用。由於標準化的裝置並不能直接滿足企業的生產需求，MLCC企業需要根據自身對材料和製造工藝的理解，對標準化的裝置再度改造，這些都需要長時間經驗與技術的積累才可以達到好的效果。

回顧日本的優勢產業，包括光阻劑、矽晶圓這些產業都屬較穩定、變化緩慢、需要長時間打磨的產業。而被動元件也一樣，MLCC從誕生之初到現在最大的變化就是體積愈來愈小，容量愈來愈大，在功能上幾乎沒有什麼變化。日企有充足的時間去累積技術和生產經驗，形成強大的護城河。再加上掌握核心原料的絕對優勢，更給予日本稱霸全球MLCC的底氣。