雖然大家往往認為電阻、電容器、電感器等無(wú)源元件的存在不甚搶眼，但實(shí)際上它們卻是最先進(jìn)的電子設備中必不可少的元器件。特別是對最先進(jìn)的半導體設備而言，多層陶瓷電容器極其重要。如果沒(méi)有這種電容器，就無(wú)法指望半導體設備能正常運行。在電子行業(yè)中，曾經(jīng)流傳一種說(shuō)法"電容器遲早會(huì )被納入半導體設備"。但是實(shí)際上，在半導體設備發(fā)展的同時(shí)，多層陶瓷電容器的重要性也與日俱增。如果沒(méi)有多層陶瓷電容器，也就無(wú)法指望使用最先進(jìn)的微細加工技術(shù)制造的微處理器、DSP、微型計算機、FPGA等的半導體設備能正常運行。

陶瓷電容器小型化和大容量化

目前，多層陶瓷電容器的市場(chǎng)規模在鋁電解電容器、鉭電解電容器和薄膜電容器等各式電容器中是最大的。稍早前的數據顯示2008年日本國內出貨量為6278 億個(gè)，日本國內出貨金額達到3059日元（源自經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)部的機械統計）。位居第2位的鋁電解電容器日本國內出貨量為182億個(gè)，日本國內出貨金額為 1743日元。其差距相當巨大。2012年，多層陶瓷電容器增加到7655億個(gè)，與此相對，鋁電解電容器卻減少到109億個(gè)。其差距在不斷擴大。

通過(guò)多重層疊電介質(zhì)層和內部電極，實(shí)現了較大電容。雖然現在多層陶瓷電容器在電容器市場(chǎng)上占據榜首位置，然而在產(chǎn)品推出之初卻很難被市場(chǎng)接受。構思出多層陶瓷電容器創(chuàng )意的是美國企業(yè)。在始于1961年的阿波羅計劃的推進(jìn)過(guò)程中，出于需要，大電容量的小型電容器應運而生。通過(guò)在薄電介質(zhì)上形成電極，并進(jìn)行多個(gè)疊加，實(shí)現了在小體積內充滿(mǎn)大電容的電容器（圖 1）。

多層陶瓷電容器的歷史即可一言以蔽之，就是"小型化和大容量化的歷史"。一般電容器的電容C可以通過(guò)來(lái)表達。在此表達式中，ε是介電常數，S是電極面積、d電極間距離（電介質(zhì)厚度）。即，在一定的體積中，要增加電容，就只能使用ε高的材料，或者是薄化電介質(zhì)。

電介質(zhì)材料在推出之初是采用的二氧化鈦，但我們在較早的階段引入了鈦酸鋇（BaTiO3）。之后也通過(guò)對該材料加以改良來(lái)不斷提高相對介電常數，目前已經(jīng)達到3000左右。相較于幾十水平的二氧化鈦相對介電常數，該數值也已經(jīng)大其兩位數。

電介質(zhì)的厚度在推出之初為50μm，但之后薄型化逐漸發(fā)展，目前已經(jīng)達到了0.5μm。也就是說(shuō)，與產(chǎn)品推出之初相比，介電常數已經(jīng)提高到100倍，厚度減 少至1/100。如果厚度降低到1/100，那么層疊數可以增加至100倍。因此，如果是相同體積的電容器，相當于增加到100萬(wàn)倍。相反，如果考慮體積，則意味著(zhù)相同的電容量可以實(shí)現1/100萬(wàn)的小型化。[page]

多層陶瓷電容器的應用

如上所述，片狀多層陶瓷電容器被廣泛用于配備在微處理器、DSP、MCU及FPGA等半導體器件的周?chē)娐?，以使這些半導體器件能夠正常工作。配備的個(gè)數（總數）非常多。比如，筆記本PC約為730個(gè)，手機為230個(gè)，數碼攝像機及導航儀甚至要使用多達1000個(gè)左右（表1）。
這些片狀多層陶瓷電容器的作用大致分為兩種。一是為半導體器件提供電力供應的支持。一般而言，半導體器件根據不同的工作狀態(tài)，所需電流會(huì )有很大變化。有時(shí)會(huì )突然需要大量電力。當遇到這種負荷突變的情況時(shí)，配備在相對較遠部位的電源電路（DC-DC轉換器等）會(huì )無(wú)法迅速滿(mǎn)足需求。因此，事先在配備在半導體器件周?chē)碾娙萜髦邢确e蓄電力，由電容器來(lái)滿(mǎn)足突然出現的供電需求（圖2）。

另一個(gè)作用是去除導致EMI（Electro-Magnetic Interference，電磁干擾）的噪聲成分。也就是濾波器作用。通過(guò)利用電容器高頻阻抗較低這一特點(diǎn)，使高頻噪聲成分到達電源/接地層。

一般而言，前一種作用被稱(chēng)為去耦電容器，后一種作用被稱(chēng)為旁路電容器。而大容量片狀多層陶瓷電容器則可同時(shí)承擔這兩種作用。

繼去耦及旁路之后，用途較多的是配備在DC-DC轉換器的輸出部分用作平滑濾波器。原來(lái)該用途廣泛使用的是鋁電解電容器及鉭電解電容器。但是，業(yè)內為使電子設備實(shí)現小型化和薄型化，從20世紀90年代下半期開(kāi)始使用片狀多層陶瓷電容器。

片狀多層陶瓷電容器之所以得以在該用途中應用，電源半導體廠(chǎng)商的努力功不可沒(méi)。用作平滑濾波器的電容器構成了DC-DC轉換器中反饋控制環(huán)路的一個(gè)部分。因此，等效串聯(lián)阻抗（ESR：Equivalent Series Resistance）過(guò)小的話(huà)，控制環(huán)路的相位余量就會(huì )變小，容易發(fā)生DC-DC轉換器無(wú)法穩定工作的問(wèn)題。

而另一方面，電子設備廠(chǎng)商又對DC-DC轉換器實(shí)現小型薄型化有著(zhù)強烈的需求。因此，電源半導體廠(chǎng)商通過(guò)改進(jìn)DC-DC轉換器IC的控制電路，使得使用片狀多層陶瓷電容器成為現實(shí)。從2000年起，電源半導體廠(chǎng)商開(kāi)始以能夠使用片狀多層陶瓷電容器為賣(mài)點(diǎn)，向電子設備廠(chǎng)商推銷(xiāo)DC-DC轉換器IC。

現在，僅去耦和平滑濾波器用途就已占到片狀多層陶瓷電容器市場(chǎng)份額的約7成。此外，用量較大的用途是高頻濾波器用途、阻抗匹配用途以及溫度補償用途等。