科普|一文讀懂被動元器件
被動元件在大多數設計中，我們知道像電容器這一類被動元件(passive)并不會引起太多關注。但事實是，在類比設計和整個物料清單(BOM)的類比部份卻包含很多這類元件：電阻器、電容器、電感器、LED和光感測器，尤其變壓器是當中最常見的被動元件。通常，在BOM上的被動元件數量是IC數量的5倍或更多。
一、RCL被動元器件：小產品大用途，市場規模穩步提升
被動元件 (Passive Components)是電子行業對某些電子元器件的叫法，區別于主動元件，目前國內也一般沿用被動元件(電容，電阻，電感)。簡單概括其就是所有構造電子設備的最小器件，如建房的沙、石和磚。
被動元件又稱為無源器件，是指不影響信號基本特征，僅令訊號通過而未加以更改的電路元件。最常見的有電阻、電容、電感、陶振、晶振、變壓器等。被動元件，區別于主動元件。而國內此前則稱無源器件和有源器件。被動元件內部不需要電源驅動，其本身不消耗電能，只需輸入信號就可以做出放大、震蕩、計算等響應，無需外部激勵單元。各種電子產品中含有被動元件，是電子電路產業的基石。
從工作特點來看，被動元件具備自身不消耗電能，或把電能轉變為不同形式的其他能量;同時只需輸入信號，不需要外加電源就能正常工作等特性。
被動元件主要分為RCL(電阻、電容、電感)以及射頻元器件兩大類，其中RCL約占被動元件總產值的90%。在RCL中，電阻，電容，電感是三種主要的類型，電容的主要功能是旁路，去藕，濾波和儲能;電阻普遍用于分壓、分流，濾波和阻抗匹配;電感的主要用途是濾波，穩流和抗電磁干擾。
電容器的主要作用為電荷儲存、交流濾波或者旁路、切斷或阻止直流電壓、提供調諧及振蕩等，廣泛應用于電路中的隔直通交、耦合、旁路、濾波、調諧回路、能量轉換、控制等方面。目前，在被動元件市場上，日本一家獨大，美、韓、中國各有所長。行業龍頭村田、TDK兩家去年被動元件收入就超過百億美元，幾乎占據了市場一半以上的份額。美系廠商在二戰后也積極發展被動元件，兩大被動龍頭威世和基美通過多起大并購，在該領域成功上位。韓國三星在1988年研發出超小型MLCC，直到2007年才開始針對MLCC大幅擴產。國內方面雖然目前主要以中低階產品為主，但也涌現出一批高質量的廠商。
日本：京瓷(Kyocera)、村田(MuRata)、松下(Panasonic)太陽誘電(TAIYO YUDEN)、TDK、富士通(FUJITSU)、日立(HITACHI )、興亞(KOA)美國：AVX、基美(KEMET)、澤天(Skywell)、威世(VISHAY)。
德國：愛普科斯(EPCOS)、威馬(WIMA)。
韓國：三星電機(SEM)、三和(SAMWHA)、三瑩(SAMYOUNG)
中國：華新科、國巨、杰商、世昕、禾伸堂、合美電機、智寶。
中國：艾華科技、宇陽科技、火炬電子、華威電子、金富康、風華高科
各類終端產品對小型化、輕型化要求，推動全球電阻片式化率逐年上升， 2012 年全球片式電阻的產量占電阻總產量的比率已超過 90%，片式電阻的發展對電阻行業的整體發展起到了至關重要的作用。得益于全球手機進入 3G、 4G、多媒體及智能型手機時代，包括片式電容、片式電阻、片式電感等均比上一代整機增加 50%甚至幾倍，片式電阻的需求隨之不斷增加。根據智研數據中心預測， 2012 年全球片式電阻的市場規模約為 13.48 億美元，同比增長約 2%，至 2019 年將達到 15.49 億美元，年均平均增長率約 2%。
（二）C 電容：陶瓷電容占據主流， MLCC 是升級重點
電容用字母 C 表示，直觀的理解，電容器就是“儲存電荷的容器”。電容器品種繁多，但基本結構和原理是相同的。即兩片相距很近的金屬中間被某物質(固體、氣體或液體)所隔開，就構成了電容器。兩片金屬稱為的極板，中間的物質叫做介質。若給電容器充電，電容器的兩極板上就會積累電荷，電容器就有了儲能的作用。電容器兩端的電壓越高則所容納的電荷就越多，即儲能就越大。但電容器兩極板間絕緣介質的耐電強度是有限的，若兩極板間的電場強度太高，就可能將絕緣介質擊穿，從而使電容器短路。
電容器是主要作用為電荷儲存、交流濾波或旁路、切斷或阻止直流電壓、提供調諧及振蕩等，廣泛應用于電路中的隔直通交、耦合、旁路、濾波、調諧回路、能量轉換、控制等方面。 快速發展，電容器需求呈現出整體上升態勢， 2013 年全球電容器市場規模達到 180 億美元，其中中國達到了 773.5 億元人民幣，預計 2019年全球將達到 222 億美元，其中中國為 1101 億元人民幣。
根據制造材質不同，電容器產品可分為陶瓷電容器、鋁電解電容器、鉭電解電容器和薄膜電容器等。陶瓷電容器的優勢在于體積小、價格低、高頻特性好等，常見于高頻電路、噪聲旁路、振蕩電路等;鋁電解電容器的優勢有成本低、電容量大、電壓范圍廣等，適用于大容量、中低頻率電路;鉭電解電容器的優勢是壽命長、適宜貯存、受溫度影響小，適用于儲能、低頻旁路、電源濾波等;薄膜電容器的優勢是損耗低、阻抗低、耐壓能力強等，常見于濾波器、震蕩電路、儲能電路等。
陶瓷電容器具備的優勢包括體積小、電壓范圍大等特點，目前在電容器市場中占據超過 50%的市場份額。據產業信息網數據顯示 2019 年全球陶瓷電容器市場有望達到 114 億美元，而國內市場更是有望達到 577 億元人民幣。
陶瓷電容器可以分為單層陶瓷電容器、MLCC (片式多層陶瓷電容器)及引線式多層陶瓷電容器，由于 MLCC具有低 ESR，耐高壓、高溫，體積小、電容量范圍寬等特點，在成本和性能上都占據相當優勢，下游應用較為廣泛，其市場規模約占整個陶瓷電容器的 93%。
MLCC 除有電容器"隔直通交"的電容通性特點外，其還有體積小，比容大，壽命長，可靠性高，適合表面安裝等特點。隨著 MLCC 可靠性和集成度的提高，技術不斷進步、性能不斷提高，目前 MLCC 已成為全球用量最大、發展最快的片式元器件之一。全球市場來看，預計 2020 年 MLCC 需求將達到 115 億美元，產量需求將擴大至 48500 億只。
中國作為全球主要的消費電子產品生產基地，目前已成為全球 MLCC 生產大國和消費大國，產銷量位居全球前列。2014 年，中國 MLCC 產量達到 16370 億只，同比增長 19.0%，與此同時， MLCC 需求量達到 18164 億只，同比增長 20.1%。
（三）L 電感：呈現小型化與片式化發展，片式電感份額有望持續提升
電感是用漆包線、紗包線或塑皮線等在絕緣骨架或磁心、鐵心上繞制成的一組串聯的同軸線匝，它在電路中用字母L 表示，主要作用是對交流信號進行隔離、濾波或與電容器、電阻器等組成諧振電路。電感器件一般可以分類為插裝電感器、片式電感器兩大類;片式電感器又可以分類為疊層片式電感與繞線片式電感兩大類。
電感也是是電子電路中常用的元器件之一，大約占整個電子元器件配套用量的 10%~15%。尤其下游電子整機產品“輕、薄、短、小”的發展趨勢決定上游電子元器件朝小型化和片式化發展是必然趨勢。目前我國電感器件產量中主要由片式電感組成，未來市場份額有望擴大。
總體而言，電感市場增速仍是確定性增長。 2010 年我國對電感需求量達到 1512 億只，需求量同比增長 29.8%， 2015年達到 2245 億只，預計 2016 年我國電感需求量將超過 2400 億只，近五年我國市場對電感需求量年均增長率超過8.2%。
從銷售規模來看， 2013 年我國電感器行業銷售規模達到 93.7 億元， 2014 年底 101.4 億元，截止 2015 年底達 112.5 億元，預計 2016 年我國電感行業銷售達到 125 億元。
二、下游市場變革帶動行業成長，龍頭企業掌握規模溢價
被動器件上游主要是原材料，是生產各式被動器件的必備品;中游領域主要是制造廠商，下游主要是應用環節，主要應用領域有消費電子、汽車、家電等，其中消費電子占據行業 70%以上應用空間。具體看主流的被動器件產品，陶瓷電容原材料一般包括介電陶瓷粉、電子鋁箔等。鋁電解電容器的上游原材料包括電極箔、電解液、電解紙、鋁殼、引線、橡膠塞等。
其中電極箔、電解液、電解紙是三大關鍵部件，而電極箔又是三大部件中的核心部件。電感行業的上游原材料包括銀漿、鐵氧體粉、介電陶瓷粉、磁芯、導線等。電阻器的原材料主要包括有氧化鋁陶瓷基板、導電漿墨等。
（一）回顧歷史：下游終端升級驅動被動器件行業蓬勃發展
被動器件下游市場主要有消費電子、汽車、工業電源照明等領域，縱觀過去被動器件市場的發展，最核心驅動因素在于下游終端市場的升級發展。從 21 世紀初家電市場的蓬勃發展到 PC 電腦時代的蓬勃帶動，再到手機走入智能機時代，到如今汽車電子市場的如火如荼促進，每一輪終端產品的升級都帶來了被動器件市場的蓬勃發展。
下游應用驅動新一輪全球漲價潮
從2017年起被動元件市場行情持續向好，開啟了新一輪漲價浪潮。產品主要涉及MLCC (積層陶瓷電容)與R-Chip(貼片電阻)。漲幅最大的是體積小，電容量大的高端MLCC產品，其中部分型號漲幅超數十倍，R-Chip漲幅略小于MLCC。2018年3月28日國巨旗下奇力新發布了電感漲價通知，調漲幅度區間在45%~68%。至此，三大核心被動元件均開啟新一輪漲價潮。
從被動元件的發展史來看，下游應用市場的變化與發展主導了被動元件市場的發展，此外，資本支出和技術升級也是被動元件發展的重要驅動力。被動元件是電子產業發展的基石，就市場規模而言，2017年被動元件市場規模達250億美元，預計2021年將達到328.9億美元。被動元件的主要應用領域有消費電子、汽車電子、家電等，其中消費電子占據行業70%以上應用空間。
（二）中游被動器件制造廠商呈現寡頭壟斷
競爭格局看，高端被動器件產品基本被國外巨頭壟斷，國內市場主要是集中在低端低壁壘產品領域。以 MLCC 舉例來看，目前中國是全球主要的 MLCC 產銷國， 2014 年中國 MLCC 產量約為 9580 億只，需求量約為 2.24 萬億只，但是國內 MLCC 產品在大量出口國外市場的同時還大量從國外市場進口高端產品。產業集中度來看，整體 MLCC 行業集中度逐步提升，巨頭企業紛紛選擇兼并收購方式提升行業地位，呈現強者恒強局面。
日本村田制作所：依靠創新崛起的全球被動器件龍頭
村田制作所是全球領先的電子元器件制造商。公司于 1944 年 10 月成立， 1950 年 12 月正式改名為村田制作所。主力商品是陶瓷電容器，高居世界首位。其他具領導地位的零件產品計有陶瓷濾波器，高頻零件，感應器等。
隨著公司順利進入蘋果產業鏈，村田迎來了業績穩定增長期，下游智能手機的蓬勃發展為村田提供了良機。 2017 年度之前公司營收與凈利潤均能得到穩定的增長，但是受制于蘋果銷量不佳，公司 2017 年業績出現下滑。 2017 年公司實現營收 11355 億日元，同比下滑 6.22%，實現凈利潤 1573 億日元，同比下降 26.67%。
公司毛利率變現穩定， 2017 年產品毛利率略微下滑整體毛利率水平為 38.1%。產品結構上，公司第一大產品收入來源為電容器產品，收入占比為 40.6%。
村田公司成功的關鍵在于持續的創新推動，依靠內部自身研發實現橫向布局材料、制造、分銷等產業鏈，縱向提升產品的種類。村田開發創新的工作方針主要有以下四個方面：第一個方面通過利用獨創的材料技術，先進的工藝和商品的革新設計，強烈支援現有事業的發展;第二個方面挑戰高新技術、開創新事業;第三個方面追求材料的極限性能;第四個方面在商品和科學技術方面。在外部拓展方面，公司也緊密依靠收購兼并，快速布局新產品。
關鍵的并購活動為村田打開了發展空間， 2017 年公司宣布購并意大利的無線射頻技術新創企業 ID-Solutions，購并金額應超過 20 億日圓，意圖布局物聯網相關事業。
臺灣國巨：財務狀況穩定的臺灣龍頭被動器件商
國巨現今為全球第一大芯片電阻制造商、全球第三大積層陶瓷電容供貨商，在磁性材料領域則名列全球第四。公司在全球有廣大的經銷點，國巨目前有 28 個營銷/服務據點、 9 座生產基地、 8 座 JIT 實時發貨中心，及 2 個研發中心。
國巨許多種類的產品都瞄準在關鍵的垂直市場，包括手機，平板計算機，工業/電力，再生能源，醫療和汽車應用。
公司主要產品有芯片電阻以及積層陶瓷電容，合計占據公司 80%以上份額。產品廣泛應用于下游消費電子、汽車、工業等領域，毛利率表現上公司產品表現穩定， 2016 年整體毛利率略有提升至 24.51%。
三、短期缺貨漲價背景下，被動器件迎來結構性投資機會
4 月蘋果 MLCC 及 R-Chip 產品供應商、全球第一大電阻生產商和全球第三大被動原件制造商臺灣國巨向代理商和客戶發函宣布晶片電阻 R-CHIP 和晶片電容 MLCC 價格向上調整 10%。 6 月國巨發布年內第二波漲價通知，第三季起 MLCC 漲價 15%-30%，交貨周期延遲 1.5 到 6 個月。其他廠商也紛紛響應，臺灣 MLCC、 R-CHIP 大型制造商華新科技向客戶和分銷商通知由于 2017 年第二季度所有原材料價格上漲，將調整第三季度合約價格。
MLCI 片式電感采用貴金屬漿料(銀漿)作為主要材料，銀漿(內電極銀漿和外電極銀漿)市場總量約 350 噸/年，總值約為 22 億元。目前主要的 MLCI 銀漿廠家有美國杜邦、賀利氏、日本昭榮等，其中內電極銀漿因其更高的技術要求仍絕大部分依賴進口，國內廠家僅在外電極漿料方面取得一定的市場份額。
片式電阻漿料由電阻漿(釕漿)、導電漿(銀鈀漿)、銀漿、玻璃漿等構成，其中電阻漿(釕漿)為高度壟斷的狀態，目前只有住友、杜邦、田中貴金屬等少數幾家公司生產。電阻漿料市場總量約為 25 億元左右，其中導電漿(銀鈀漿)和銀漿、玻璃漿均有國產化，電阻漿(釕漿)因其技術要求高，開發成本高的特點，目前國內尚沒有進行產業化生產。
從去年下半年開始，銅線、錫、鐵帽、組分棒、油漆以及包裝紙箱等產品出現不同程度的漲幅，原材料價格的上漲，導致利潤空間被進一步擠壓，龍頭企業開始提價向下轉移成本，主導了第一波由于材料成本上升進行的大規模漲價活動。
（二）供給端下國外廠商開啟產品結構升級，中低產品供給出現缺口
全球主要 MLCC 主要生產廠家有美國基美、日本村田、京瓷、丸和、 TDK、韓國三星機電、臺灣國巨、華新科、禾伸堂、信昌;大陸有名的則是宇陽、風華高科、三環、火炬電子。從全球市場占有率來看，村田與三星電機合計占據市場 52%份額。
回顧過去幾年發展史，三星電機為了取得高份額采取了大規模擴大產能的策略，導致市場出現了 MLCC 價格持續下滑危機并且也造成了產品良率低下等問題。 2016 年以來公司率先進行轉變經營策略，收縮產能重視產品質量延長交貨期限。日本廠商方面， 2016 年第一季度日本元器件大廠 TDK 宣布面向旗下大型一級代理商發布了硬性取消部分未交訂單的通知，涵蓋約 360 多個產品型號，涉及 7 億只代理商訂單。除此之外， TDK 還要求客戶另尋供應商。日韓 MLCC 廠商開始調整策略，產能逐步轉向車用、工業類小型化的高容、高規產品以及 RF 組件。升級產品結構同時逐步放棄中低端市場轉向汽車電子與工控等市場，造成中低端被動器件供給上的缺口。
（四）缺貨漲價有望延續
日本與韓國選擇放棄中低端產品市場，轉移訂單給臺灣企業，臺企的 MLCC 廠商最先受益此次漲價潮。從產業鏈了解到的信息表明臺灣 MLCC 大廠國巨產線稼動率超過 90%，供應處于小幅度吃緊階段;華新科也表示 MLCC 產能處于高負載。而此次的供需缺口有望延續至年底，從臺灣廠商資本開支來看目前擴產意愿強烈，紛紛在越南等地開設新的工廠，而受制于上游原材料的緊缺缺期內產能釋放有限，所以短時期內供需的缺口仍然存在。
四：長期多重機遇下，國內被動元器件廠商加速布局有望迎來關鍵發展機會
（一）國內下游產品市場廣闊，核心智能手機品牌引來崛起
IDC 報告稱，全球智能手機廠商在 2016 年第四季度出貨量達 428.5 萬臺，比上一季度的 4.07 億臺增長 6.9% 。2016年全年，全球智能手機市場總共出貨了 14.7 億臺，是歷史最高的出貨量，但相比 2015 年的 14.3 億臺僅增長了 2.65%。Counterpoint 針對全球手機市場的最新調研顯示，中國智能機市場 2016 年出貨量達到了 4.65 億臺，為全球智能機出貨量大約貢獻了 1/3，相比較去年中國品牌 YOY 環比增長 6%。
對比 2016Q1 與 2017Q1，國內手機品牌出貨量與市場份額均實現了提升，華為出貨量約為 3400 萬部全球市占率達到 9%， OPPO 與 vivo 緊隨其后。國內智能機廣闊的市場為被動器件廠商提供了良好的市場發展機會，巨大的手機出貨量背后為國內被動器件產品實現國產替代化提供了機遇。
（二）消費電子開啟創新周期，帶動被動器件量價提升機遇
消費電子邁入存量市場中，創新成為推動產業升級的關鍵所在。從蘋果手機的創新來看，今年蘋果將帶來新一代的，創新產品蘋果 8，這也是今年消費電子的熱點之一。但從蘋果 8 備貨來看，所需要的被動器件尤其是 MLCC 就提高了一倍。而蘋果手機新引入的無線充電等功能，也將增加對于線圈電感的需求。新的手機功能開發勢必將擴大對于被動器件的需求量，而創新也將是未來消費電子的主旋律，正在擴散到國內的手機品牌。
多頻段增加了被動器件使用量：蘋果和三星的歷代旗艦手機，其被動元件的數量都超過 1000 個。而紅米手機為了追求極限的性價比，一般只能達到 600 個左右。支持較多頻段的手機，其被動元件往往使用較多。一般市面上的旗艦機型，一般都會考慮配備 NFC 模塊，并且支持較多頻段。如 iPhone6 最高支持高達 20 個 LTE 頻段，擴大了對于被動器件的需求量。
無線充電技術使用：無線充電領域主要由 WPC 和 AirFuel 兩大聯盟組成。 WPC 所主推的 Qi 標準，采用的原理是電磁感應技術，電流通過線圈，線圈產生磁場，對附近線圈產生感應電動勢，從而產生電流。這就要求手機和充電器需要對齊貼近，否則耦合度低，無法充電。
AirFuel 是由 PMA 和 A4WP 合并，標準由原來的 A4WP 制定而來，主推電磁共振技術。其技術原理是基于諧振器件(電感和電容)發送端能量遇到共振頻率相同的接收端，由共振效應進行電能傳輸。電磁共振對于充電距離更加的靈活，而且可以同時給多臺充電，但其共振頻率為 6.78MHz，與NFC/RFID 的頻率會產生干擾。
隨著蘋果加入 WPC，無線充電市場將迎來發展機遇，而國內各大手機廠商可能會爭相效仿。但無論哪種無線充電技術，諧振器件(電感和電容)，整流，穩壓，射頻( RF)組件等被動器件都是必不可少的，因此隨著充電技術的變革，被動器件的需求也將大幅增長。
消費電子輕薄化要求現有的被動器件在做的足夠小的基礎上發揮最大的效用，高技術門檻創造了產品提價的空間。為了實現手機的超薄化設計，迎合消費者的需求，被動器件需要從高規格轉向低規格設計，也需要性能的進一步提升， 技術創新為企業提升產品價值提供了契機。產品創新升級驅動下，能帶來更高毛利率水平，同時也是企業進入核心大客戶的保障。
（三）一般性市場被讓出，國內供應鏈迎來關鍵機會
整體上看，中國大陸作為最重要的消費電子產品生產基地，需要有自身強大的供應鏈體系作為支撐。今年以來，國內各個手機廠商面臨供應鏈掣肘的問題屢見不鮮，客觀上說明國內的供應鏈還不強，還有很大的成長空間。
從國內被動器件廠商供給來看，當前主要布局在低端市場，產品具備高性價比;中高端市場也在努力研發，與國外廠商技術差距逐步縮小，具備打入國內品牌手機產業鏈的基礎。 日韓、臺灣、中國大陸三層競爭結構逐步形成，中低端及一般性市場被日韓企業讓出，臺灣企業擴產進度相對保守，國內企業產能加速釋放， 結合國內企業創新帶來的需求釋放，大陸供應鏈將迎來一波關鍵成長機會。
來源：傳感器技術
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