兼具可靠性、小体积、大容量，顺应CASE潮流不断进化的车载MLCC（三）

由 judy 提交于周五, 9 七月 2021 - 10:25

在3系列的第2回中，我们介绍了在技术开发方面领先世界，市场占有率50%的村田制作所（以下简称村田）支撑车载多层陶瓷电容器（MLC）优势的技术和生产体制。此外，针对CASE潮流的4个要素，介绍了随着联网（C）和自动化（A）的进展，车载MLCC的开发方向。在系列第3回中，我们将听取剩余的两个要素，即分享与服务（S）和电动化（E）的相关开发动向，以及在汽车行业的供应链不断变化的情形下先于需求进行技术和产品开发时的对策。

共享（sharing）功能有可能使得汽车工作时间大幅延长

――接下来，对于CASE的“S”、即共享和服务，对MLCC的需求会有怎样的变化呢。

在汽车行业，人们期待着能利用4级以上的自动驾驶车来实现共享和服务。出于这样的用途，到现在为止假设1天工作4小时的汽车工作时间有可能会延长到最大24小时。这可以说是相当残酷的使用状况。那个时候，MLCC也会被要求有更高的可靠性。

但是目前客户还没有提出具体的要求。这一点对于产品的开发和生产来说是很重要的，所以我们将持续关注其动向。

――在长时间连续运行的汽车上使用的MLCC，是否有必要进行设备本身的重新开发？

从设计本身来说，有可能采用比现在更保守的设计来提高品质。如果既要提高质量又要实现小型、大容量，就需要投入新技术，技术难度也会提高。

需要应对品质和可靠性要求变化的，不仅仅是MLCC，半导体和机械零件也是一样的。在整个汽车行业，都要考虑能够实现共享功能的汽车所要求的技术趋势会如何变化，要在与各种部件的进化保持步调一致的同时采取应对策略。

以提高电动汽车的使用方便性、匹配800V电池为目标

――那么，CASE中的“E”，即电动化方面有什么样的需求变化呢？随着混合动力车（HEV）的普及，我们似乎可以看到相当明确的路线。

电动化方面，HEV、电动汽车（BEV）、燃料电池车（FCIV）等各种各样的形式同时推进，最终会以BEV为中心进行电动化整合。那时，我们面临的课题是延长续航距离。为了延长续航距离，需要搭载大容量电池，但是如果单纯扩大容量的话，充电时间就会变长，汽车的使用会变得不方便。因此，如何在短时间内给大容量电池充电将成为技术开发的焦点。

目前，作为解决这个问题的方案，电池电压高压化（图1）的做法受到关注。现在的电压一般是400～500V，但是已经出现将其提高到800V以上的做法。部分高级车已经实际配置800V电池。为了适应电池的高电压化，MLCC需要在维持高品质的同时提高耐压性。

图1：以缩短大容量电池充电时间为目标的电池高电压化

――应对800V电压，这是没有先例的领域吧？

目前，村田可以将1kV耐压品以车载品质投入市场。虽然这样直接就能在一些场合使用，但是为了提高安全性和可靠性，有必要进一步加大电压容限。实际上，客户已经提出了应对1.5kV～2kV的要求。应对这样的要求将是我们的课题。

――以欧洲为中心，48V电源的混合动力车正在普及。在应对这个动向时，会出现新的技术需求吗？

对于48V汽车，我们目前已有的先进的耐压100V、小型、大容量产品就可以充分应对。但是，有客户要求减少使用数量，所以我们将推进大容量化来满足这个要求。

随着E/E架构的更新，没有出现大的需求变化

――在CASE潮流下，由于车载网络的Ethernet（以太网）化等，E/E架构*1在不断更新。这个动向会改变对MLCC的需求吗？

我认为即使E/E架构发生变化，对MLCC的要求也不会改变。受此变化影响最大的是，由于网络高速化、技术难度提高的静噪共模扼流线圈*2之类的电感系统的被动部件。

*1 E/E架构是指决定在车载网络上如何配置构成车载系统的各种功能时的设计思路。E/E是Electrical/Electronic的缩写，是电气/电子的意思。以前，ECU（电子控制单元：Electronic Control Unit）与作为其控制对象的每个电器连接，各个ECU之间通过车载网络连接。今后，预计会更多地采用对控制系统、车体系统、信息系统等按用途进行整理，将处理对象和ECU配置于适当位置的“域架构（domain architecture）”。另外，也有很多汽车制造商在讨论在将来改用被称为“区域架构（zone architecture）”的模式，也就是在中央放置高性能计算机，对分散的ECU处理能力加以集成。

*2 共模扼流圈是在不影响信号的前提下，去除差分传输、平衡传输、电源、音频线所造成的共模噪声的滤波器。

如果非要说MLCC的变化，那就是由于车载网络的多样化，搭载的应用数量增加，MLCC的使用量有可能增加。另外，如果采用E/E架构的最终形态，也就是在中央搭载高性能计算机并对分散的控制处理加以整合的“区域架构”，会出现我们在讲自动化带来的需求变化时提到的大功率电源相关的需求。但是，关于区域架构的采用，目前各汽车制造商的看法有所不同，因此我们将继续关注今后的动向。对于目前正在开发的新型车所采用的“域架构”，能够搭载到自动驾驶车上的MLCC就可以充分应对。

结合汽车供应链的变化来探索需求

――随着CASE潮流的进一步发展，今后村田在车载MLCC方面会进行怎样的技术开发呢？

车载MLCC以率先进行小型、大容量化的民用设备的技术为基础，着眼于车载需求不断进步。与民用设备相比，应用时间后推5年到10年，我们的目标是以车载等级生产同尺寸、同容量的产品（图2）。在维持可靠性的同时也会推进低ESL化和封装用薄型产品的开发。但是，面向民生设备的低压产品比较多，而车载对中高压产品也有较大需求。在这一点上，我们有必要先行进行车载专用高耐压技术的开发。

图2：民生设备与车载MLCC不同尺寸产品占比的变化

如前所述，这样的技术开发和产品开发是在抓住客户需求的同时描绘路线图的基础上展开的。但是近年来，决定汽车供应链，换言之，决定汽车技术开发方向的客户已经发生变化，为了把握需求，应该关注的目标也在复杂化。

过去，每个OEM的系列供应商基本上都是固定的。但是，现在出现了不委托一级供应商进行系统设计，而由OEM自行设计的情况。我们要看清楚未来的车载系统规格是由谁决定的，尽早将需求和村田的技术开发进行磨合。另外，还要关注向OEM和一级供应商提供技术方案的IC制造商的动向。

――的确是这样，对需求的调查也要结合时代变化，要讲求战术。

村田在横浜事务所设置了应用开发队伍，为生产车载系统的客户提供MLCC应用的开发和建议。同时，这里还可接受客户委托提供对客户的基板设计进行优化的评价、建议，以及对EMI噪声的评价服务。但是，单凭村田的一已之力，并不能对客户开发的各个车载系统做出与其特征相符的评价。我们会与客户的设计师磨合，对试产阶段的系统进行评价，并提出解决技术课题、削减零部件使用量、进一步提高效率的解决方案。

2021年，我们计划在横浜市未来港设立创新中心，在那里投入一台整车，创设一个可以测量EMI和通信噪声的站点。今后，我们还将致力于这种能够增进与客户接触的活动。

目前，参与车载MLCC竞争的企业确实很少，但是如果电动化和自动驾驶取得进展，中国企业和新兴企业也可能会加入和加剧竞争。今后，我们仍将脚踏实地，以高可靠性为目标。

车载MLCC以率先进行小型、大容量化的民用设备的技术为基础，着眼于车载需求不断进步。主要是在保持可靠性的同时，进一步提升小型化、大容量化、高耐压化、薄型化、低ESL化等。

另一方面，在供应链复杂化的过程中，过去的客户有所改变，设计的重点有时也会转移到OEM，因此我们要明确供应链，看准以OEM为首的供应链中的客户（特别是设计），正确把握VOC，从计阶段进行磨合。这对于新产品及时投放市场是很重要的。

顺应CASE潮流的车载MLCC前景广阔

村田的MLCC在幕后默默支持着汽车行业百年一遇的大变革，是不可或缺的配角。MLCC的技术要求非常高，在汽车中使用量也很庞大。村田拥有从材料到产品一条龙生产，并根据CASE潮流及时提出合适的解决方案的能力，正因如此，才能生产出先进的车载MLCC元件。今后，随着车载系统和车载半导体的发展，村田也会切实地发展进步。

兼具高品质、可靠性和小型、大容量的车载MLCC，今后还有望在汽车以外的领域扩大应用。现在，很多企业在挑战与人共存的机器人的开发，致力于开拓新市场。同时，应用汽车领域培育的自动化、电动化，联网技术，无人操作的小型农机和建筑设备、产业用无人机，宅急送和外卖行业使用的小型移动工具等的开发也在进行中。车载MLCC业已形成广阔的市场，在不久的将来可能还会有更大的飞跃。村田的车载MLCC的进步及其应用的扩大将倍受关注。

左为市场营销经理吉田智司，右为市场营销高级经理吉田高裕