工業、醫療和軍事對高質量、高壓多層陶瓷電容器 （MLCC） 的需求受到全球最大MLCC制造商的生產轉移的沉重打擊，他們專注于對更小、更低電壓的看似永不滿足的需求– 在某種程度上 – 性能較低的 MLCC。5G 網絡的全球增長以及智能手機和移動設備的持續進步推動了這種需求，這些設備每臺設備消耗的 MLCC 顯著增加。

隨著主要制造商不再使用工業和軍隊使用的更大的高電壓、高 Q（高質量）MLCC，OEM 廠商在 MLCC 方面的延遲時間長達六個月。供應短缺的程度危及產品發布時間表、工業市場份額，甚至可能危及軍事準備。

“這是一個懸在主要 MLCC 制造商面前的巨大胡蘿卜，”位于加利福尼亞州卡馬里奧的 40 年高壓陶瓷多層電容器供應商 Johanson Technology 的副總裁 Scott Horton 說。“當您考慮到與幾年前的類似手機相比，當今的高端智能手機在單個設備中可能需要更多的 MLCC 時，當前市場對更小、更低功率的 MLCC 的需求是前所未有的。”

由于 2019 年消費者對電容器的需求放緩，許多原始設備制造商和分銷商的庫存過剩。因此，這些原始設備制造商和分銷商對于在 2020 年訂購額外庫存猶豫不決。現在，盡管電容器庫存非常低，但隨著市場的增長，對 MLCC 的需求也在增加。這進一步加劇了大型高壓、高 Q MLCC 的短缺，因為在此期間，一些制造商已將生產重點放在更小/更低電壓的 MLCC。

現在市場的兩端都在爭先恐后地重新進貨，包括大型電子分銷商。主要是亞洲 MLCC 制造支持電信和移動設備運營，這些運營也設在亞洲，這使得西方市場對工業 MLCC 供應需求的滿足更加迫切。

霍頓說：“對工業和軍事市場部門的連鎖反應尚未完全了解。” “雖然用于制造智能手機和汽車等消費產品的電子產品短缺將成為全國性新聞，但工業和軍事應用缺乏更大、更高電壓的 MLCC 供應通常被低估。但是，在問題得到解決之前，它將繼續擠壓企業客戶并最終擠壓最終用戶。”

多層陶瓷元件

MLCC 由特殊配方的陶瓷介電材料的疊層組成，中間散布著金屬電極系統。然后在高溫下燒制分層結構以產生燒結且體積有效的電容裝置。導電終端屏障系統集成在芯片的暴露端以完成連接。

電容主要由三個因素決定：陶瓷材料的 k、介電層的厚度、重疊面積和電極的數量。具有給定介電常數的電容器可以具有更多層和更寬的電極間距或更少的層和更近的間距以實現相同的電容。

MLCC 的工業、醫療和軍事消費者依賴于電源、放大器、MRI 線圈、等離子體發生器、激光器和許多其他專業應用的高壓和高 Q 電容器。在具有較高電流的電路中，較高 Q 的 MLCC 是首選以減少自熱。

Q 因子表示電容器能量損失率的效率。高 Q 電容器損失的能量更少，從而減少了散熱或冷卻熱量的需要，從而保護電路板在敏感和高可靠性應用中免受損壞和性能損失。

并非所有 MLCC 都是一樣的，即使在高性能 MLCC 中也是如此，但確保一致的性能水平對于工業和軍事最終用戶所需的高可靠性應用至關重要。

“如果 MLCC 制造商沒有嚴格控制層數，他們可能會在一批中提供 10 層批次，然后在隨后的批次中提供 17 層零件，”霍頓解釋說。“這兩個部分在高頻下不會表現相同。”

國內供應增加

工業和軍事應用所需的 MLCC 國內來源一直在提高產能。增加國內 MLCC 供應意味著工業或軍事客戶將不需要因為電容器延遲而延遲其產品的構建和出貨。

例如，憑借對高 Q 值和高電壓 MLCC 的關注，Johanson 擴大了其產能，以填補由于市場重點轉向更小的電容器而導致的部分供應空白。

“幾年來，我們一直在投資擴大我們的產能，通過對我們的生產設施進行現代化改造和開設第二條生產線，這將使我們的 MLCC 產量基本上翻一番，”Horton 說。“我們可以通過更多的生產班次來提高這一點。”

在撰寫本文時，Johanson 引用的大尺寸高壓 MLCC 訂單履行時間為 10 周。

陶瓷是首選材料

增加國內高壓 MLCC 供應也意味著客戶不需要超越陶瓷電容器來滿足他們的需求。由于交貨時間長，可以考慮用聚合物或鉭電容器代替 MLCC；但是，需要仔細考慮性能和最佳操作條件之間的權衡。

電容器中的聚合物會因熱量的影響而降解，這是某些應用的考慮因素。聚合物電容器的介電層較薄，這意味著最大電壓低于陶瓷電容器，因此不適用于高壓產品。聚合物也不具備陶瓷提供的低電容值。

鉭電解電容器由多孔鉭金屬片作為陽極，由絕緣氧化物層覆蓋，形成電介質，周圍是液體或固體電解質作為陰極。雖然被認為是 MLCC 的可靠且合適的替代品，但鉭電容器通常是極化的，這意味著它們只能連接到直流電源。不利的故障模式可能導致熱失控和火災。鉭電容器目前也在經歷延長的采購交貨時間。

“在您的高電壓、高質量應用中，沒有理由放棄陶瓷，”Johanson 的 Horton 說。“現在有越來越多的國內 MLCC 供應可以滿足我們的國內需求。”

整個 MLCC 市場的供需變化（估計到 2025 年將增長到 120 億美元的市場）已經導致需要更高質量、更大規格的多層陶瓷電容器的工業、醫療和軍事客戶出現嚴重的供應短缺。隨著最大的 MLCC 制造商繼續爭奪電信、智能手機和移動設備等行業使用的 MLCC 的需求，新的國內供應來源正在介入，以滿足對高性能 MLCC 的可靠和及時供應的需求。