汽车电动化、智能化支撑 MLCC 汽车领域需求增量,2030 年有望突破万亿颗。
MLCC 大量用于汽车领域,汽车被称为是“MLCC 的集合体”。 MLCC 在汽车中的应用包括卫星定位系 统、中央控制系统、无线电导航系统、车身稳定控制系统、ADAS 系统,各类系统对 MLCC 的需求都很大。在 汽车电动化、智能化、网联化、共享化的“新四化”带动下,全球汽车用 MLCC 的用量快速增长。 纯电车 MLCC 单车用量更是传统燃油车用量 6 倍。传统燃油车中,MLCC 遍布于各个电子系统,如动力 系统、安全系统、舒适系统、娱乐系统等,单车 MLCC 用量大约为 3000-3500 颗。汽车电动化趋势下,电动引 擎、控制器、直流转换器、逆变器、电池管理系统(BMS)、充电系统等均会提升高电容 MLCC 用量。据村田 预测,燃油汽车 MLCC 用量约为 3000 颗,混合动力汽车用量大约为 1.2 万颗/辆,纯电动汽车则提升至 1.8 万颗 /辆,约为普通内燃机汽车的 6 倍,且新能源车用 MLCC 以高端型号为主。如果汽车新四化程度较高,MLCC 的用量还将会继续增加,从影音娱乐系统到 ADAS 系统到完全自动驾驶系统等,汽车电子化水平的大幅提升促 进了车用 MLCC 的增长,部分高端车型对 MLCC 的用量甚至达到 3 万颗/辆。
车规级 MLCC 的要求极为严格,进入门槛高,产品性能要求远高于工业和消费级。汽车上搭载的零部件 要求十分严格,而 MLCC 会应用到汽车智能座舱、智能驾驶和三电系统的各个模块,所以对安装在汽车上的 MLCC 也有严格的要求。车规级 MLCC 需要在宽温范围(-55℃至 150℃)、高湿度(湿度 85%)、抗震、抗冲 击等极端环境下也能稳定运行,对安全性要求更高。同时还需要获得汽车电子零件信赖度考试规格 AEC-Q200 (车载用被动零件相关的认证规格)认证,生产标准苛刻,产品的开发和生产措施要以“零缺陷”为目标。车 规级 MLCC 寿命需要保证 20 年以上,远高于消费电子 5 年寿命目标。因此实现车载等级的技术门槛高。 车用 MLCC 主要型号范围广,小型化、大容量是目标。车用 MLCC 主要型号范围广,和智能手机中的 MLCC 一样,车规级 MLCC 要求小型化、大容量。汽车高级辅助驾驶系统 ADAS 的系统级芯片 SoC,平均 MLCC 要 求容量 2,000uF 左右,预计未来其容量需要扩大到 2 倍以上,这意味着要使用 2 倍以上的 MLCC,在有限空间 内放入更多 MLCC 的方法就是使用更小的尺寸。 车用 MLCC 主要呈现出高容、低 ES L 的特点。车载用高可靠性 MLCC 包括软端子电容、支架电容和三端 子电容。软端子电容在端电极中加入了柔性树脂层,可减少因应力导致的“弯曲裂纹”问题,支架电容在端电 极上安装了金属框架,具备大容值、低 ESL 和高信赖性的特点,而三端子电容则采用贯通式结构,具备低 ESL 特点,可在广频带中起到降噪去耦的作用。车用 MLCC 从汽车 ADAS 到各种控制系统,从定位模块到电池管理 模块等场合都有大量的应用,一辆电动汽车需要的 MLCC 数量动辄高达上万颗,且以高端型号高性能居多。

新能源汽车销量和渗透率持续上升,带动 MLCC 需求。根据中汽协数据,2024 年中国汽车产销累计完成 3128.2 万辆和 3143.6 万辆,同比分别增长 3.7%和 4.5%,其中新能源汽车产销分别完成 1288.8 万辆和 1286.6 万 辆,同比分别增长 34.4%和 35.5%。EV Tank预计 2024年全球新能源汽车销量达到 1,823.6 万辆,同比增长 24.4%, 其中中国占比由 2023 年 64.8%提升至 70.5%。EV Tank 预计 2025 年全球新能源汽车销量将达 2239.7 万辆,中 国占 1649.7 万辆。
汽车电动化、智能化支撑 MLCC 汽车领域需求增量,2030 年有望突破万亿颗。新能源汽车 MLCC 用量较 传统燃油车成翻倍式增长,对 MLCC 需求量的增加明显,据集微咨询预计,全球车规级 MLCC 用量将于 2025 年增长至约 6500 亿颗,是 2021 年用量的 1.6 倍。按照纯电动车单车用量 1.8 万颗、混动单车 1.2 万颗、传统燃 油车单车 3000 颗估算,2025 年全球车规 MLCC 用量约 5800 亿颗,2030 年有望超过万亿颗,年均复合增速超 过 10%,其中超 8 成来自新能源车,车辆的智能化、智驾化水平提升将不断提升单车 MLCC 用量。
车规级 MLCC 技术壁垒高、附加值高,获利更厚,日韩厂商占据主导。车规级 MLCC 附加值高,大约是 中端 MLCC 市场(消费电子)的 10 倍。因此,不少 MLCC 厂商都已开始将汽车市场作为新应用领域,重点技 术攻关和产能转移。车规级 MLCC 企业中日本厂商处于垄断地位,村田、TDK、太阳诱电等日厂市占率在 90% 左右。国内 MLCC 生产厂商也纷纷布局车用市场,并取得一定突破。
电容器行业发展过去主要依赖传统电子行业,MLCC 主要受消费电子行业景气度的影响,周期性显著。近 年来,新能源行业快速发展,国产厂商在下游新能源汽车、光伏、风电、储能等领域占据全球主要市场份额, 从而带动上游被动元件的高速增长,AI 化对应 MLCC 用量尤其是高规格 MLCC 需求量的快速增长。 GPU算力需求增加,MLCC 成为保障高算力设备稳定运行的关键组件。当前,GPU 和 CPU 的算力需求快 速增长,为保障高算力设备的安全运行,MLCC 在电路中承担了重要责任。服务器供应电流是 48V 或 54V 的直 流电源,GPU、CPU 的供应电流主要是 12V 或者更高,中间需要多路电源转变,电容发挥稳定电压作用。此外, 随着晶体管数量的迅速增加,高算力设备的功耗也不断攀升。以英伟达为例,GB 200 晶体管数量达到 2000 亿, 工作功率大幅提升,GPU 电路板上的电容数量因此激增,每块板可能使用超过 1200 个电容,这使得电容成为 保障 GPU 正常工作的核心元件。
高容值、高耐温、小型化电容需求进一步提升。在高算力 AI 发展的需求下,功率大幅提升,但载板空间有 限,为适应 AI 应用带来的电路改变,MLCC 产品的变化主要体现在 4 方面:首先,高算力 GPU/CPU 需要的电 容数量更多,在面积有限的板子上,电容要在更小体积中实现更大容值;其次,功耗增加导致电路系统温度升 高,电容需具备更高的耐温性;三是,高功率条件下,大电流带来大纹波,对电容的低等效串联电阻(ESR) 提出了更高要求;四是 GPU/CPU 的高频工作特性要求电容具有低等效串联电感(ESL)及高自谐振频率(SRF)。 这些技术挑战反映出被动元器件需持续优化以适应高算力时代的需求,对上游厂商来说,这要求更细、耐高温 的陶瓷粉料,以满足小体积大容量的高容值电阻的要求。 AI 服务器拉动高容值 MLCC 需求量增加。与传统服务器相比,AI 服务器 MLCC 用量显著增加,AI 服务 器 MLCC 用量大约是传统服务器的两倍,另外 AI 服务器算力需求增加,功率、电耗等要求随之提高,高容值、 高耐温的 MLCC 产品单位用量增加。Trend Force 集邦咨询表示,以英伟达 GB200 服务器为例,系统主板 MLCC 总用量高达三、四千颗,不仅较通用服务器增加一倍,1u 以上用量占 60%,耐高温用量高达 85%,系统主板 MLCC总价也增加一倍。Trend Force 预测,2024 年人工智能服务器全年出货量将达到167 万台,同比增长 41.5%。
根据 Trend Force 集邦咨询最新调查报告显示,2024 年整体服务器市场产值估约达 3060 亿美元。其中,AI 服务器成长动能优于一般型服务器,产值约为 2050 亿美元,AI 服务器出货量同比增长 46%。Trend Force 预估 2025 年 AI 服务器出货量年成长率将达近 28%,占整体服务器出货比重将进一步提升至 15%以上。
AI PC 需求持续增长,持续推动高端 MLCC 需求。一台传统笔记本电脑大约需要 1000 个 MLCC,以英特 尔为代表的 CPU 厂商正在力推具备 AI 算力的 PC 产品,新增了如神经处理单元(Neural Processing Unit,NPU) 的功能模块,以提高整体运算性能,需要增加 NPU 供电线路,每台 PC 需要增加约 90~100 个 MLCC。主要采 用高通公版设计的 Windows on Arm(WoA)笔记本电脑尽管采用低能耗见长的精简指令集(RISC)架构(ARM) 设计架构,但其整体 MLCC 用量却高达 1160 至 1200 颗,这一数字与英特尔高端商务机型相当,其中高容值 MLCC 的用量占比高达八成。根据村田数据,AI PC 单机 MLCC 用量提升 40-60%,达到 1400-1600 颗。 预测 2030 年 AI PC 用 MLCC 约 4000 亿颗,年均增速超 30%。据 Canalys 数据预测,2024 全球 AIPC 出 货量将达到 4800 万台,占个人 PC 总出货量的 18%,预计到 2025 年,AIPC 出货量将超过 1 亿台,占 PC 总出 货量的 40%,到 2028 年 AIPC 出货量将达到 2.05 亿台,渗透率达到约 70%。2030 年,预计全球 AI PC 用 MLCC 约 4000 亿颗,年均增速超 30%。
AI手机需求高增,预计 2030 年用量超 1.6 万亿颗,年均复合增速超 30%。据村田数据显示,4G 高端手机 MLCC 用量为 900-1100 颗,而 5G 高端手机中用量将提升到 990-1320 颗,AI 手机单机用量将提升 20%,达到 1300-1500 颗。根据 Canalys 报告,预计 2024 年全球 16%的智能手机出货为 AI 手机,到 2028 年,这一比例将 激增至 54%;IDC 预测,到 2025 年,全球市场中三分之一的手机将成为新一代 AI 手机,中国市场到 2028 年 AI 手机占比可能超过 80%。受消费者对 AI 助手和端侧处理等增强功能需求的推动,AI 手机渗透率快速增长, Canalys 预计这一转变将先出现在高端机型上,然后逐渐为中端智能手机所采用,手机用 MLCC 逐步转向高端。
AI 发展,高端 MLCC 及原材料需求放量。随着 AI 终端渗透率的不断提升,高端 MLCC 用量快速增长, 带来上游高端原材料需求爆发,以 MLCC 用镍粉为例,假设每亿颗 MLCC 用纳米镍粉 0.22 吨,预计新能源及 AI 领域用 MLCC 需求量从 2023 年的约 3000 亿颗增长至 2030 年的近 3 万亿颗,高端 MLCC 用纳米镍粉需求量 从不足千吨增长至超 6 千吨。