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科普|一文读懂被动元器件

被动元件在大多数设计中，我们知道像电容器这一类被动元件(passive)并不会引起太多关注。但事实是，在类比设计和整个物料清单(BOM)的类比部份却包含很多这类元件：电阻器、电容器、电感器、LED和光感测器，尤其变压器是当中最常见的被动元件。通常，在BOM上的被动元件数量是IC数量的5倍或更多。

一、RCL被动元器件：小产品大用途，市场规模稳步提升

被动元件 (Passive Components)是电子行业对某些电子元器件的叫法，区别于主动元件，目前国内也一般沿用被动元件(电容，电阻，电感)。简单概括其就是所有构造电子设备的最小器件，如建房的沙、石和砖。

被动元件又称为无源器件，是指不影响信号基本特征，仅令讯号通过而未加以更改的电路元件。最常见的有电阻、电容、电感、陶振、晶振、变压器等。被动元件，区别于主动元件。而国内此前则称无源器件和有源器件。被动元件内部不需要电源驱动，其本身不消耗电能，只需输入信号就可以做出放大、震荡、计算等响应，无需外部激励单元。各种电子产品中含有被动元件，是电子电路产业的基石。

从工作特点来看，被动元件具备自身不消耗电能，或把电能转变为不同形式的其他能量;同时只需输入信号，不需要外加电源就能正常工作等特性。

被动元件主要分为RCL(电阻、电容、电感)以及射频元器件两大类，其中RCL约占被动元件总产值的90%。在RCL中，电阻，电容，电感是三种主要的类型，电容的主要功能是旁路，去藕，滤波和储能;电阻普遍用于分压、分流，滤波和阻抗匹配;电感的主要用途是滤波，稳流和抗电磁干扰。

电容器的主要作用为电荷储存、交流滤波或者旁路、切断或阻止直流电压、提供调谐及振荡等，广泛应用于电路中的隔直通交、耦合、旁路、滤波、调谐回路、能量转换、控制等方面。目前，在被动元件市场上，日本一家独大，美、韩、中国各有所长。行业龙头村田、TDK两家去年被动元件收入就超过百亿美元，几乎占据了市场一半以上的份额。美系厂商在二战后也积极发展被动元件，两大被动龙头威世和基美通过多起大并购，在该领域成功上位。韩国三星在1988年研发出超小型MLCC，直到2007年才开始针对MLCC大幅扩产。国内方面虽然目前主要以中低阶产品为主，但也涌现出一批高质量的厂商。

日本：京瓷(Kyocera)、村田(MuRata)、松下(Panasonic)太阳诱电(TAIYO YUDEN)、TDK、富士通(FUJITSU)、日立(HITACHI )、兴亚(KOA)美国：AVX、基美(KEMET)、泽天(Skywell)、威世(VISHAY)。

德国：爱普科斯(EPCOS)、威马(WIMA)。

韩国：三星电机(SEM)、三和(SAMWHA)、三莹(SAMYOUNG)

中国：华新科、国巨、杰商、世昕、禾伸堂、合美电机、智宝。

中国：艾华科技、宇阳科技、火炬电子、华威电子、金富康、风华高科

各类终端产品对小型化、轻型化要求，推动全球电阻片式化率逐年上升， 2012 年全球片式电阻的产量占电阻总产量的比率已超过 90%，片式电阻的发展对电阻行业的整体发展起到了至关重要的作用。得益于全球手机进入 3G、 4G、多媒体及智能型手机时代，包括片式电容、片式电阻、片式电感等均比上一代整机增加 50%甚至几倍，片式电阻的需求随之不断增加。根据智研数据中心预测， 2012 年全球片式电阻的市场规模约为 13.48 亿美元，同比增长约 2%，至 2019 年将达到 15.49 亿美元，年均平均增长率约 2%。

（二）C 电容：陶瓷电容占据主流， MLCC 是升级重点

电容用字母 C 表示，直观的理解，电容器就是“储存电荷的容器”。电容器品种繁多，但基本结构和原理是相同的。即两片相距很近的金属中间被某物质(固体、气体或液体)所隔开，就构成了电容器。两片金属称为的极板，中间的物质叫做介质。若给电容器充电，电容器的两极板上就会积累电荷，电容器就有了储能的作用。电容器两端的电压越高则所容纳的电荷就越多，即储能就越大。但电容器两极板间绝缘介质的耐电强度是有限的，若两极板间的电场强度太高，就可能将绝缘介质击穿，从而使电容器短路。

电容器是主要作用为电荷储存、交流滤波或旁路、切断或阻止直流电压、提供调谐及振荡等，广泛应用于电路中的隔直通交、耦合、旁路、滤波、调谐回路、能量转换、控制等方面。 快速发展，电容器需求呈现出整体上升态势， 2013 年全球电容器市场规模达到 180 亿美元，其中中国达到了 773.5 亿元人民币，预计 2019年全球将达到 222 亿美元，其中中国为 1101 亿元人民币。

根据制造材质不同，电容器产品可分为陶瓷电容器、铝电解电容器、钽电解电容器和薄膜电容器等。陶瓷电容器的优势在于体积小、价格低、高频特性好等，常见于高频电路、噪声旁路、振荡电路等;铝电解电容器的优势有成本低、电容量大、电压范围广等，适用于大容量、中低频率电路;钽电解电容器的优势是寿命长、适宜贮存、受温度影响小，适用于储能、低频旁路、电源滤波等;薄膜电容器的优势是损耗低、阻抗低、耐压能力强等，常见于滤波器、震荡电路、储能电路等。

陶瓷电容器具备的优势包括体积小、电压范围大等特点，目前在电容器市场中占据超过 50%的市场份额。据产业信息网数据显示 2019 年全球陶瓷电容器市场有望达到 114 亿美元，而国内市场更是有望达到 577 亿元人民币。

陶瓷电容器可以分为单层陶瓷电容器、MLCC (片式多层陶瓷电容器)及引线式多层陶瓷电容器，由于 MLCC具有低 ESR，耐高压、高温，体积小、电容量范围宽等特点，在成本和性能上都占据相当优势，下游应用较为广泛，其市场规模约占整个陶瓷电容器的 93%。

MLCC 除有电容器"隔直通交"的电容通性特点外，其还有体积小，比容大，寿命长，可靠性高，适合表面安装等特点。随着 MLCC 可靠性和集成度的提高，技术不断进步、性能不断提高，目前 MLCC 已成为全球用量最大、发展最快的片式元器件之一。全球市场来看，预计 2020 年 MLCC 需求将达到 115 亿美元，产量需求将扩大至 48500 亿只。

中国作为全球主要的消费电子产品生产基地，目前已成为全球 MLCC 生产大国和消费大国，产销量位居全球前列。2014 年，中国 MLCC 产量达到 16370 亿只，同比增长 19.0%，与此同时， MLCC 需求量达到 18164 亿只，同比增长 20.1%。

（三）L 电感：呈现小型化与片式化发展，片式电感份额有望持续提升

电感是用漆包线、纱包线或塑皮线等在绝缘骨架或磁心、铁心上绕制成的一组串联的同轴线匝，它在电路中用字母L 表示，主要作用是对交流信号进行隔离、滤波或与电容器、电阻器等组成谐振电路。电感器件一般可以分类为插装电感器、片式电感器两大类;片式电感器又可以分类为叠层片式电感与绕线片式电感两大类。

电感也是是电子电路中常用的元器件之一，大约占整个电子元器件配套用量的 10%~15%。尤其下游电子整机产品“轻、薄、短、小”的发展趋势决定上游电子元器件朝小型化和片式化发展是必然趋势。目前我国电感器件产量中主要由片式电感组成，未来市场份额有望扩大。

总体而言，电感市场增速仍是确定性增长。 2010 年我国对电感需求量达到 1512 亿只，需求量同比增长 29.8%， 2015年达到 2245 亿只，预计 2016 年我国电感需求量将超过 2400 亿只，近五年我国市场对电感需求量年均增长率超过8.2%。

从销售规模来看， 2013 年我国电感器行业销售规模达到 93.7 亿元， 2014 年底 101.4 亿元，截止 2015 年底达 112.5 亿元，预计 2016 年我国电感行业销售达到 125 亿元。

二、下游市场变革带动行业成长，龙头企业掌握规模溢价

被动器件上游主要是原材料，是生产各式被动器件的必备品;中游领域主要是制造厂商，下游主要是应用环节，主要应用领域有消费电子、汽车、家电等，其中消费电子占据行业 70%以上应用空间。具体看主流的被动器件产品，陶瓷电容原材料一般包括介电陶瓷粉、电子铝箔等。铝电解电容器的上游原材料包括电极箔、电解液、电解纸、铝壳、引线、橡胶塞等。

其中电极箔、电解液、电解纸是三大关键部件，而电极箔又是三大部件中的核心部件。电感行业的上游原材料包括银浆、铁氧体粉、介电陶瓷粉、磁芯、导线等。电阻器的原材料主要包括有氧化铝陶瓷基板、导电浆墨等。

（一）回顾历史：下游终端升级驱动被动器件行业蓬勃发展

被动器件下游市场主要有消费电子、汽车、工业电源照明等领域，纵观过去被动器件市场的发展，最核心驱动因素在于下游终端市场的升级发展。从 21 世纪初家电市场的蓬勃发展到 PC 电脑时代的蓬勃带动，再到手机走入智能机时代，到如今汽车电子市场的如火如荼促进，每一轮终端产品的升级都带来了被动器件市场的蓬勃发展。

下游应用驱动新一轮全球涨价潮

从2017年起被动元件市场行情持续向好，开启了新一轮涨价浪潮。产品主要涉及MLCC (积层陶瓷电容)与R-Chip(贴片电阻)。涨幅最大的是体积小，电容量大的高端MLCC产品，其中部分型号涨幅超数十倍，R-Chip涨幅略小于MLCC。2018年3月28日国巨旗下奇力新发布了电感涨价通知，调涨幅度区间在45%~68%。至此，三大核心被动元件均开启新一轮涨价潮。

从被动元件的发展史来看，下游应用市场的变化与发展主导了被动元件市场的发展，此外，资本支出和技术升级也是被动元件发展的重要驱动力。被动元件是电子产业发展的基石，就市场规模而言，2017年被动元件市场规模达250亿美元，预计2021年将达到328.9亿美元。被动元件的主要应用领域有消费电子、汽车电子、家电等，其中消费电子占据行业70%以上应用空间。

（二）中游被动器件制造厂商呈现寡头垄断

竞争格局看，高端被动器件产品基本被国外巨头垄断，国内市场主要是集中在低端低壁垒产品领域。以 MLCC 举例来看，目前中国是全球主要的 MLCC 产销国， 2014 年中国 MLCC 产量约为 9580 亿只，需求量约为 2.24 万亿只，但是国内 MLCC 产品在大量出口国外市场的同时还大量从国外市场进口高端产品。产业集中度来看，整体 MLCC 行业集中度逐步提升，巨头企业纷纷选择兼并收购方式提升行业地位，呈现强者恒强局面。

日本村田制作所：依靠创新崛起的全球被动器件龙头

村田制作所是全球领先的电子元器件制造商。公司于 1944 年 10 月成立， 1950 年 12 月正式改名为村田制作所。主力商品是陶瓷电容器，高居世界首位。其他具领导地位的零件产品计有陶瓷滤波器，高频零件，感应器等。

随着公司顺利进入苹果产业链，村田迎来了业绩稳定增长期，下游智能手机的蓬勃发展为村田提供了良机。 2017 年度之前公司营收与净利润均能得到稳定的增长，但是受制于苹果销量不佳，公司 2017 年业绩出现下滑。 2017 年公司实现营收 11355 亿日元，同比下滑 6.22%，实现净利润 1573 亿日元，同比下降 26.67%。

公司毛利率变现稳定， 2017 年产品毛利率略微下滑整体毛利率水平为 38.1%。产品结构上，公司第一大产品收入来源为电容器产品，收入占比为 40.6%。

村田公司成功的关键在于持续的创新推动，依靠内部自身研发实现横向布局材料、制造、分销等产业链，纵向提升产品的种类。村田开发创新的工作方针主要有以下四个方面：第一个方面通过利用独创的材料技术，先进的工艺和商品的革新设计，强烈支援现有事业的发展;第二个方面挑战高新技术、开创新事业;第三个方面追求材料的极限性能;第四个方面在商品和科学技术方面。在外部拓展方面，公司也紧密依靠收购兼并，快速布局新产品。

关键的并购活动为村田打开了发展空间， 2017 年公司宣布购并意大利的无线射频技术新创企业 ID-Solutions，购并金额应超过 20 亿日圆，意图布局物联网相关事业。

台湾国巨：财务状况稳定的台湾龙头被动器件商

国巨现今为全球第一大芯片电阻制造商、全球第三大积层陶瓷电容供货商，在磁性材料领域则名列全球第四。公司在全球有广大的经销点，国巨目前有 28 个营销/服务据点、 9 座生产基地、 8 座 JIT 实时发货中心，及 2 个研发中心。

国巨许多种类的产品都瞄准在关键的垂直市场，包括手机，平板计算机，工业/电力，再生能源，医疗和汽车应用。

公司主要产品有芯片电阻以及积层陶瓷电容，合计占据公司 80%以上份额。产品广泛应用于下游消费电子、汽车、工业等领域，毛利率表现上公司产品表现稳定， 2016 年整体毛利率略有提升至 24.51%。

三、短期缺货涨价背景下，被动器件迎来结构性投资机会

4 月苹果 MLCC 及 R-Chip 产品供应商、全球第一大电阻生产商和全球第三大被动原件制造商台湾国巨向代理商和客户发函宣布晶片电阻 R-CHIP 和晶片电容 MLCC 价格向上调整 10%。 6 月国巨发布年内第二波涨价通知，第三季起 MLCC 涨价 15%-30%，交货周期延迟 1.5 到 6 个月。其他厂商也纷纷响应，台湾 MLCC、 R-CHIP 大型制造商华新科技向客户和分销商通知由于 2017 年第二季度所有原材料价格上涨，将调整第三季度合约价格。

MLCI 片式电感采用贵金属浆料(银浆)作为主要材料，银浆(内电极银浆和外电极银浆)市场总量约 350 吨/年，总值约为 22 亿元。目前主要的 MLCI 银浆厂家有美国杜邦、贺利氏、日本昭荣等，其中内电极银浆因其更高的技术要求仍绝大部分依赖进口，国内厂家仅在外电极浆料方面取得一定的市场份额。

片式电阻浆料由电阻浆(钌浆)、导电浆(银钯浆)、银浆、玻璃浆等构成，其中电阻浆(钌浆)为高度垄断的状态，目前只有住友、杜邦、田中贵金属等少数几家公司生产。电阻浆料市场总量约为 25 亿元左右，其中导电浆(银钯浆)和银浆、玻璃浆均有国产化，电阻浆(钌浆)因其技术要求高，开发成本高的特点，目前国内尚没有进行产业化生产。

从去年下半年开始，铜线、锡、铁帽、组分棒、油漆以及包装纸箱等产品出现不同程度的涨幅，原材料价格的上涨，导致利润空间被进一步挤压，龙头企业开始提价向下转移成本，主导了第一波由于材料成本上升进行的大规模涨价活动。

（二）供给端下国外厂商开启产品结构升级，中低产品供给出现缺口

全球主要 MLCC 主要生产厂家有美国基美、日本村田、京瓷、丸和、 TDK、韩国三星机电、台湾国巨、华新科、禾伸堂、信昌;大陆有名的则是宇阳、风华高科、三环、火炬电子。从全球市场占有率来看，村田与三星电机合计占据市场 52%份额。

回顾过去几年发展史，三星电机为了取得高份额采取了大规模扩大产能的策略，导致市场出现了 MLCC 价格持续下滑危机并且也造成了产品良率低下等问题。 2016 年以来公司率先进行转变经营策略，收缩产能重视产品质量延长交货期限。日本厂商方面， 2016 年第一季度日本元器件大厂 TDK 宣布面向旗下大型一级代理商发布了硬性取消部分未交订单的通知，涵盖约 360 多个产品型号，涉及 7 亿只代理商订单。除此之外， TDK 还要求客户另寻供应商。日韩 MLCC 厂商开始调整策略，产能逐步转向车用、工业类小型化的高容、高规产品以及 RF 组件。升级产品结构同时逐步放弃中低端市场转向汽车电子与工控等市场，造成中低端被动器件供给上的缺口。

（四）缺货涨价有望延续

日本与韩国选择放弃中低端产品市场，转移订单给台湾企业，台企的 MLCC 厂商最先受益此次涨价潮。从产业链了解到的信息表明台湾 MLCC 大厂国巨产线稼动率超过 90%，供应处于小幅度吃紧阶段;华新科也表示 MLCC 产能处于高负载。而此次的供需缺口有望延续至年底，从台湾厂商资本开支来看目前扩产意愿强烈，纷纷在越南等地开设新的工厂，而受制于上游原材料的紧缺缺期内产能释放有限，所以短时期内供需的缺口仍然存在。

四：长期多重机遇下，国内被动元器件厂商加速布局有望迎来关键发展机会

（一）国内下游产品市场广阔，核心智能手机品牌引来崛起

IDC 报告称，全球智能手机厂商在 2016 年第四季度出货量达 428.5 万台，比上一季度的 4.07 亿台增长 6.9% 。2016年全年，全球智能手机市场总共出货了 14.7 亿台，是历史最高的出货量，但相比 2015 年的 14.3 亿台仅增长了 2.65%。Counterpoint 针对全球手机市场的最新调研显示，中国智能机市场 2016 年出货量达到了 4.65 亿台，为全球智能机出货量大约贡献了 1/3，相比较去年中国品牌 YOY 环比增长 6%。

对比 2016Q1 与 2017Q1，国内手机品牌出货量与市场份额均实现了提升，华为出货量约为 3400 万部全球市占率达到 9%， OPPO 与 vivo 紧随其后。国内智能机广阔的市场为被动器件厂商提供了良好的市场发展机会，巨大的手机出货量背后为国内被动器件产品实现国产替代化提供了机遇。

（二）消费电子开启创新周期，带动被动器件量价提升机遇

消费电子迈入存量市场中，创新成为推动产业升级的关键所在。从苹果手机的创新来看，今年苹果将带来新一代的，创新产品苹果 8，这也是今年消费电子的热点之一。但从苹果 8 备货来看，所需要的被动器件尤其是 MLCC 就提高了一倍。而苹果手机新引入的无线充电等功能，也将增加对于线圈电感的需求。新的手机功能开发势必将扩大对于被动器件的需求量，而创新也将是未来消费电子的主旋律，正在扩散到国内的手机品牌。

多频段增加了被动器件使用量：苹果和三星的历代旗舰手机，其被动元件的数量都超过 1000 个。而红米手机为了追求极限的性价比，一般只能达到 600 个左右。支持较多频段的手机，其被动元件往往使用较多。一般市面上的旗舰机型，一般都会考虑配备 NFC 模块，并且支持较多频段。如 iPhone6 最高支持高达 20 个 LTE 频段，扩大了对于被动器件的需求量。

无线充电技术使用：无线充电领域主要由 WPC 和 AirFuel 两大联盟组成。 WPC 所主推的 Qi 标准，采用的原理是电磁感应技术，电流通过线圈，线圈产生磁场，对附近线圈产生感应电动势，从而产生电流。这就要求手机和充电器需要对齐贴近，否则耦合度低，无法充电。

AirFuel 是由 PMA 和 A4WP 合并，标准由原来的 A4WP 制定而来，主推电磁共振技术。其技术原理是基于谐振器件(电感和电容)发送端能量遇到共振频率相同的接收端，由共振效应进行电能传输。电磁共振对于充电距离更加的灵活，而且可以同时给多台充电，但其共振频率为 6.78MHz，与NFC/RFID 的频率会产生干扰。

随着苹果加入 WPC，无线充电市场将迎来发展机遇，而国内各大手机厂商可能会争相效仿。但无论哪种无线充电技术，谐振器件(电感和电容)，整流，稳压，射频( RF)组件等被动器件都是必不可少的，因此随着充电技术的变革，被动器件的需求也将大幅增长。

消费电子轻薄化要求现有的被动器件在做的足够小的基础上发挥最大的效用，高技术门槛创造了产品提价的空间。为了实现手机的超薄化设计，迎合消费者的需求，被动器件需要从高规格转向低规格设计，也需要性能的进一步提升， 技术创新为企业提升产品价值提供了契机。产品创新升级驱动下，能带来更高毛利率水平，同时也是企业进入核心大客户的保障。

（三）一般性市场被让出，国内供应链迎来关键机会

整体上看，中国大陆作为最重要的消费电子产品生产基地，需要有自身强大的供应链体系作为支撑。今年以来，国内各个手机厂商面临供应链掣肘的问题屡见不鲜，客观上说明国内的供应链还不强，还有很大的成长空间。

从国内被动器件厂商供给来看，当前主要布局在低端市场，产品具备高性价比;中高端市场也在努力研发，与国外厂商技术差距逐步缩小，具备打入国内品牌手机产业链的基础。 日韩、台湾、中国大陆三层竞争结构逐步形成，中低端及一般性市场被日韩企业让出，台湾企业扩产进度相对保守，国内企业产能加速释放， 结合国内企业创新带来的需求释放，大陆供应链将迎来一波关键成长机会。

来源：传感器技术