【深度】从日本龙头看元器件经营之道

  新闻资讯     |      2024-05-09 05:48

  【深度】从日本龙头看元器件经营之道在通义上,电子元器件是指具有独立电路功能、构成电路的基本单元。电子元器件种类繁多,涉及的范围也不断扩大。根据材料分子组成与结构在元器件制造过程中是否改变,电子元器件可大体分为元件和器件江南平台app体育。元件是加工中没有改变分子成分和结构的产品,包括电阻、电容、电感、电位器、变压器、连接器、印刷电路板等;器件则是加工中改变分子成分和结构的产品,主要为各类半导体产品,如二极管、三极管、场效应晶体管、光电器件、集成电路等。

  电子元器件行业处于电子原材料和整机行业之间,原材料为磁芯、漆包线、骨架和一些辅助性材料,产品则应用于消费电子、汽车电子、工控、航天军工等多下游领域,元器件的技术水平和生产能力直接影响着整个电子行业的发展,因此具有至关重要的基础性作用。

  虽然日本的消费电子、家电等行业在上世纪90年代后受到美、韩、台的冲击,但电子元器件行业却能凭借坚固的技术壁垒立于不败之地,形成了京瓷(Kyocera)、村田(MuRata)、松下(Panasonic)、太阳诱电(TaiyoYuden)、TDK、富士通(Fujitsu)、日立(HITACHI )、兴亚(KOA)、罗姆(Rohm)等行业龙头。究其原因,一方面,日本企业凭借精益求精的工匠精神和不断积累的生产工艺,向上游材料技术延伸,深挖护城河。另一方面,依靠高精尖的下游支撑,日企积极布局汽车电子、机器人、航空航天等高端领域,借助旺盛的产业需求不断将生产高端化、精细化。

  近年来尽管整体市场份额受到挑战,但以京瓷、村田、TDK为代表的日本厂商在高端领域仍占据绝对的霸主地位。以MLCC行业为例,随着汽车电子化的兴起,2016年下半年起,村田和TDK等龙头厂商率先关闭了相对低端、利润率低的消费电子产品用MLCC产线,转向小尺寸、车规等高容MLCC的生产。根据村田的数据,电动车使用的高端MLCC可达2700-3100颗,是智能手机所用MLCC总数的近10倍。

  在2018年苹果公布的200大供应商中,日本厂商有44家,其中太阳诱电、TDK、京瓷、村田、胜美达等清一色的日企占据了苹果的被动元件供应体系。

  电容:日本处于领先地位,市场份额占比超过50%,同时在车用陶瓷电容、叠层片式固态铝电解电容等部分高端领域具有垄断地位。全球主要MLCC厂商有日本村田、京瓷、丸和、TDK、美国基美、韩国三星电机、地区国巨、华新科、中国的风华高科、三环、火炬电子等。

  电阻:规模化的电阻厂商主要分布于中国和日本,其中,日本企业技术拥有较大优势,主攻薄膜化方向;中国的国巨、华新科、厚声等则走规模经济的道路。

  电感:由于电感具有定制化程度高的特点,因此市场格局相对分散。2017年全球电感产值占比前三分别为村田(13.78%)、TDK(13.42%)和太阳诱电(13.22%),共占比40.42%。中国奇力新与的顺络电子紧随其后,分别占比7.01%和6.69%。

  电容、电阻、电感等元器件产品在原理上并不难,难的是制造过程中的精益求精,需要长时间的Know-How积累才能制造出品质优良的产品。总体上来看,这样的Know-How积累体现在材料、设备、工艺三个环节中。

  好材料才有好产品。“好的电子产品需要好的元器件支持,而好的元器件则需要好的材料来支持”,这是日本村田几十年的坚持。材料是制造性能良好的产品的基础,材料的微细度、均匀度、结团特点都会影响到产品的尺寸和性能,所以只有好材料才能生产出好的产品。

  首先,钛酸钡基础粉对MLCC的性能十分重要,其制造需要满足极高的微细度和均匀度的要求。在各类制备方法中,水热法在材料颗粒性质控制及其稳定性、市场竞争力等方面较其他制备方式具备优势,具体表现在:化学组成均匀、颗粒形貌规整、颗粒粒径从几十纳米到几微米可调、大小均一、产品性质稳定,是目前公认的符合MLCC发展要求的钛酸钡粉制备方法。目前只有日本的村田、堺化学等可以大规模使用水热法生产MLCC钛酸钡粉体,其中村田自用,堺化学用于外销。

  水热法中的Know-How在于:1)水热体系中影响钛酸钡性质的因素较多,对于钛酸钡物相结构和颗粒性质的调控极其复杂,通常是钛酸钡的一种性质受多个因素和工艺参数的影响,而且一个因素或参数又同时影响多种性质,它们互相关联、甚至互为矛盾,使钛酸钡颗粒性质的控制十分复杂和困难;2)水溶液、尤其碱性溶液在高温高压下腐蚀性强,同时钛酸钡颗粒性质对反应温度均匀性和溶液状态非常敏感,水热反应设备不但要满足反应溶液温度和状态均匀的要求,还要耐腐蚀和磨损。

  其次,改性添加剂对MLCC性能同样重要,改性添加剂主要是包括稀土类元素,例如钇、钬、镝等,以保证配方粉的绝缘性;另一部分添加剂,例如镁、锰、钒、铬、钼、钨等,主要用以保证配方粉的温度稳定性和可靠性。

  这些添加剂必须与钛酸钡粉形成均匀的分布,以控制电介质陶瓷材料在烧结过程中的微观结构及电气特征。

  设备需要企业自身的定制化改造。由于各个厂商对于材料、工艺的理解不尽相同,但设备厂商的设备确实标准化的产品,这就需要各个元器件厂商对设备进行适合自己的改造。

  以MLCC为例,MLCC生产流程中的最关键设备是流延机。流延成型的具体工艺过程是将陶瓷粉体与各种添加剂(粘结剂、增塑剂、分散剂等)在溶剂中混合,形成均勾稳定的装料。成型时众料从料槽流至基带之上,通过刮刀与基带的相对运动形成湿带,厚度由刮刀与基带的距离控制。将湿膜片连同基带一起送入供干室,在溶剂蒸发过程中,具有一定强度和柔韧性的素片通过粘结剂的成膜作用将陶瓷颗粒粘结在一起而形成,干燥的素片连同基带一起或从基带上脱离卷轴待用,然后可按所需形状打孔、冲片或切割,最后经过烧结得到成品。

  MLCC厂商一般会根据自己掌握的Know-How,来对流延机进行改造,以得到更好的效果。在挤压机部分,厂商会自行改造装置,以便更为精确地调节挤压机的压力,得到更薄的介质;在刮刀环节,使用气刀替代机械刀具,可以达到更好的均匀度,但气刀的位置、风速和真空度也需要得到精确的控制,风量过小会使厚度太大,角度不正确会使薄膜表面产生气泡;在流延辊上发生的冷却环节会影响薄膜的均匀度,所以会把流延辊、冷却辊设计为夹套式,冷却水的交叉流动减少了辊筒表面温差,保证了塑料薄膜冷却均匀。

  工艺的精益求精来自Know-How的积累。在使用了好材料和定制化设备之后,还需要在具体的工艺的不断尝试和积累,才能得到更好的工艺。

  以MLCC为例,在多层共烧环节,是将排胶后的产品放入高温烧结炉内,设定曲线进行更高温度的烧结,使生坯烧结成瓷,形成具有一定强度及硬度的瓷体。在这个过程中,不可避免地要解决不同收缩率的陶瓷介质和内电极金属如何在高温烧成后不会分层、开裂,即陶瓷粉料和金属电极共烧问题。共烧技术就是解决这一难题的关键技术,掌握好的共烧技术可以生产出更薄介质(2μm以下)、更高层数(1000层以上)的MLCC。当前日本公司在MLCC烧结专用设备技术方面领先于各国,不仅有各式氮气氛窑炉(钟罩炉和隧道炉),而且在设备自动化、精度方面有明显的优势。

  日本企业的这种工匠精神保证它们的产品具备强劲的竞争力,从而具备很长的企业寿命。根据日本东京商工研究机构统计数据,截止2016年,全日本超过100年历史的老店铺和企业达到33069家,千年以上的企业有7家,世界上最长寿的企业是木造建筑行业的“金剛組”,距今已有1439年的历史。寿命超过200年的企业,日本有3146家,为全球最多,此外德国有837家,荷兰有222家,法国有196家。

  我们前面已经分析过,元器件行业的难点在于材料、设备、工艺三个环节的,想突破这三个环节需要长时间的Know-How积累。日本企业具备的工匠精神正好与这个特点相契合。

  在材料环节,材料的生产工艺、配方、性能都难以事先确定,必须在实际的生产环节不断尝试、不断改进,这个过程需要很长的时间积累,也需要精益求精的心态不断改进,从而使得材料的性能不断进步。

  在设备环节,由于标准化设备不满足企业的个性化需求,所以需要企业根据自己对材料和工艺的理解去改造设备。设备改造的方案也不是可以事先确定好的,需要工人在尝试的过程不断改进,这需要很长的时间和精益求精的心态。

  在工艺环节,大量制造方法和精度控制等都不是可以通过理论提前规划得到的,只能是在实际运用过程中不断尝试不断改进,通过渐进式的进步来达到更好的效果。

  总体来说,在材料、设备、工艺这三个最关键的环节,都是需要大量尝试和改进的,需要不断摸索的,这样的特点正好符合日本企业普遍具有的精益求精的匠人精神。

  村田主要进行以机能陶瓷为基础的电子元器件的研究开发、生产和销售,产品线可分为元器件业务包括电容器、压电器件和其他元器件,模块业务包括通信模块和电池及其他模块等五类。从材料研发到加工工艺,村田始终坚持精益求精的工匠精神,不断将前段工艺技术、产品设计技术、分析技术等技术流程中的每一项做得更好,这也是村田可以成功的基因。

  2018财年,村村田的营业收入达到13718.4亿日元,同比增长20.81%,营业利润为1621.5亿日元,净利润为1460.9亿日元,关键增长点是汽车电子化、智能手机升级换代拉动需求,以及公司并购二次锂电池业务。田的元器件业务的营收占比达67.6%,其中,电容器占总营收的32.9%,是公司的关键优势产品。

  京瓷以陶瓷技术为核心,不断向半导体、电子、太阳能等领域发散,成为如今的“电子陶瓷之王”。目前京瓷已经形成了汽车等工业零部件、半导体零部件、电子设备、信息通信、办公文档解决方案、生活与环保共六个子业务。京瓷在“经营之圣”稻盛和夫的带领下,践行阿米巴经营的原则,坚持技术创新和市场创新,逐步建立起一个陶瓷产品之国。

  从产品结构来看,京瓷的零部件(包括汽车等工业零部件、半导体零部件和电子元器件)营收占比53.9%,营业利润占比达到71%,是主要的利润贡献来源。具体到元器件业务,京瓷的相关产品主要有电容器、SAW元件、水晶元件、功率器件、连接器等。2018财年京瓷的元器件业务收入为3051.45亿日元(约合185亿人民币),同比增长26.7%,营业利润为472.85亿日元(约合29亿人民币),同比增长54.7%,是公司增长最快的业务。

  TDK 是日本专注于磁性材料的企业,产品群主要涵盖被动元件、传感器应用产品、磁性应用产品以及薄膜应用产品四大类。在长期的发展过程中,TDK 逐步建立起了材料技术、加工技术、评价&模拟技术、产品设计技术、生产技术等五大技术核心,通过这些技术核心建立起涵盖15大业务的庞大的布局,成为全球领先的磁性技术电子元件制造商。

  2018财年,TDK的营业收入为1.27万亿日元,同比增长7.93%,净利润635亿日元。从产品结构来看被动元件的营收占比为34.4%,比重最大,重点关注车用和工控领域的电容器产品;薄膜应用产品占比次之,约为29.2%,并且业务增长较快,同比增长49.8%;磁性应用产品占26.2%,在工业设备需求增长的带动下,磁体和电源产品表现良好;传感器应用产品营收占比最小但增长最快,占比仅为6.1%,营收同比增长80.9%,主要得益于并购InvenSense公司,未来TDK将积极开发IoT等新领域的客户。

  通过梳理村田、京瓷、TDK这三家日本元器件龙头企业的发展历程,我们发现,想在元器件行业立足,首先需要有精益求精的追求,打造技术上的核心竞争力。

  元器件行业是个技术密集型的行业,技术是这个行业的根本。同时元器件尽管体积小、价值量低,但却在电路中起着非常关键的作用,所以下游客户对于品质的要求很高。这样的特点决定了优秀元器件企业都是从源头上打造自身的核心竞争力。

  我们前面已经分析过,元器件行业的技术难点和门槛就在于材料、设备、工艺三个环节的Know-How积累。日本龙头企业之所以能做到领先全球,就是因为在这三个方面拥有强大的实力。

  在材料领域,村田的陶瓷材料、射频材料技术实力强大;京瓷持续专注于陶瓷材料,成为全球龙头;TDK则是磁性材料方面的专家。

  在设备领域,村田、京瓷、TDK均普遍采用自研设备,并不对外申请专利,以避免通过专利泄露自己的设计。

  在工艺环节,三家日本龙头公司在各自领域均积累多年,对每个环节的良率和品质控制均炉火纯青,所以才能做出最高品质的产品。

  我们通过梳理发现,日本龙头元器件厂商均具有非常庞大的产品线,从不单独专注于某一产品。这是因为不同元器件产品之间均具有相似性,所以当厂商在某种元器件领域积淀了较强的实力之后,就可以凭借技术积累进行延伸,从而扩大自己的市场规模。

  第一种延伸是横向扩张,从单一产品向更多产品扩展。尽管不同元器件在原理上具有很大的差异,但是在制造上都是相似的,都主要包括材料、设备和工艺三个主要技术难点。所以当厂商在某个领域具有很强的实力之后,就可以基于这种技术能力进入更多的产品,从而实现市场规模的扩大。

  例如对于村田而言,在掌握了陶瓷电容器的技术之后,就可以向具有相似技术特点的滤波器、石英晶体、电阻器等领域扩张;京瓷则是基于自己对于电子陶瓷的深刻理解,向下游的半导体、汽车、工业等多领域扩张;TDK则是专注于磁性材料领域,从铁氧体磁芯向电感、电容、磁带、磁头等多领域延伸。

  第二种延伸是纵向深化,从元器件向解决方案延伸。这是因为当厂商拥有多种产品线之后,就可以把这些产品组合成解决方案推广给客户,增强对客户的黏性,同时也符合电子产业轻薄化的发展趋势。

  例如村田就基于自己在射频滤波器领域的积累,推出射频前端模组解决方案,契合了下游客户在5G时代对于轻薄和高度集成的需求;京瓷则从电子陶瓷产品向通信模组领域前进;TDK则是从铁氧体磁性材料向光盘、磁带等下游领域扩张。

  通过横向扩张和纵向深化,元器件企业在保证技术实力的前提下实现了规模的大幅扩张,保证了自己的持续增长,这也是日本元器件行业存在众多巨头公司的原因。返回搜狐,查看更多