利用一條龍生產(chǎn)優(yōu)勢，從材料開(kāi)始融入車(chē)載品質(zhì)

 

――為了開(kāi)發(fā)適用于汽車(chē)的MLCC，村田在技術(shù)開(kāi)發(fā)方面主要做了哪些努力？

 

如上所述，在車(chē)載方面，從支持自動(dòng)駕駛的低電壓驅動(dòng)型高性能處理器用大容量產(chǎn)品，到電動(dòng)汽車(chē)的電池控制、噪音對策用的高耐壓產(chǎn)品，需要的產(chǎn)品十分廣泛。作為支撐各種各樣的產(chǎn)品的基本技術(shù)，我們主要致力于2項技術(shù)開(kāi)發(fā)（圖1）。

 

圖1 實(shí)現MLCC大容量化和高可靠性的技術(shù)

 

一個(gè)是考慮汽車(chē)內的使用環(huán)境（環(huán)境溫度、施加電壓），以實(shí)現與用途相符的特性和可靠性為目標的材料設計技術(shù)。在村田，從材料到設備，實(shí)施一條龍生產(chǎn)。我們充分運用這一優(yōu)勢，從制作陶瓷粉的階段就開(kāi)始融入車(chē)載品質(zhì)。具體來(lái)說(shuō)，我們正在努力實(shí)現形成陶瓷和電極的材料的超微粒子化（圖5上半部分）和材料偏差與分散方面的均一化（圖5下半部分）。

 

另一個(gè)是為了滿(mǎn)足車(chē)載品質(zhì)要求而抑制不均衡的陶瓷加工成型技術(shù)。在推進(jìn)電極和介電體薄層化的同時(shí)（圖5照片中部），致力于實(shí)現大容量化和高耐壓的漿料*1片材的成型、層疊、燒制工序等技術(shù)開(kāi)發(fā)。這樣的生產(chǎn)工序，是在與材料開(kāi)發(fā)進(jìn)行磨合的過(guò)程中尋找最適合的工序。利用這種其他公司不具備的一條龍生產(chǎn)體制，在開(kāi)發(fā)階段納入品質(zhì)要求的做法，是保證車(chē)載品質(zhì)的同時(shí)擴大產(chǎn)品范圍，以及提高村田MLCC競爭力的源泉。

 

*1漿料是指液體中混入礦物等的泥狀混合物。在MLCC的制造中，將介電陶瓷的微粒子與液體粘合劑混合制成漿料，將其延展成薄板狀，形成漿料片（也稱(chēng)為生片）。MLCC是在此基礎上涂上薄層電極糊后進(jìn)行層疊、燒結后制作。

 

――反映市場(chǎng)需求的MLCC要從材料做起，那么，應該在很早之前就規劃好市場(chǎng)上需要的產(chǎn)品規格了吧？

 

沒(méi)錯。村田在開(kāi)發(fā)產(chǎn)品時(shí)，堅持以市場(chǎng)動(dòng)向為起點(diǎn)，描繪明確的路線(xiàn)圖。首先，從市場(chǎng)路線(xiàn)圖到捕捉電容器市場(chǎng)需求的需求路線(xiàn)圖，然后反映到產(chǎn)品路線(xiàn)圖中。通過(guò)這樣的活動(dòng)，規劃在怎樣的時(shí)機將怎樣的產(chǎn)品投入市場(chǎng)，以及將來(lái)要供應多少年。

 

此外，包括材料部門(mén)和生產(chǎn)技術(shù)部門(mén)在內，要制作考慮到應用變化和電路技術(shù)變化等因素的技術(shù)路線(xiàn)圖，材料部門(mén)著(zhù)眼于未來(lái)3年到5年，商品部門(mén)著(zhù)眼于未來(lái)1年到3年，推進(jìn)有先行意識的技術(shù)開(kāi)發(fā)活動(dòng)。當然，對未來(lái)的預測也會(huì )有不準的時(shí)候。為了提高預測的準確度，我們以市場(chǎng)部門(mén)為中心，認真聽(tīng)取顧客的意見(jiàn)，在內部進(jìn)行充分的假設論證，與此同時(shí)進(jìn)行路線(xiàn)圖的描繪。

 

根據市場(chǎng)需求建立穩定的供應體制

 

――村田的車(chē)載MLCC是在怎樣的體制下生產(chǎn)的呢？

 

村田車(chē)載用MLCC是以位于島根縣出云市的出云村田制作所為母工廠(chǎng)進(jìn)行生產(chǎn)的（圖2）。該工廠(chǎng)創(chuàng )立于1983年，已經(jīng)取得了汽車(chē)產(chǎn)業(yè)品質(zhì)管理體系標準IATF 16949認證。無(wú)論產(chǎn)品銷(xiāo)往國內還是國外，先進(jìn)產(chǎn)品都在這里生產(chǎn)。另外，2011年在馬尼拉郊區創(chuàng )建的菲律賓工廠(chǎng)也以生產(chǎn)車(chē)載產(chǎn)品為主。那里生產(chǎn)的是面向大眾消費市場(chǎng)的通用型產(chǎn)品。

 

除此之外，福井村田制作所和新加坡村田也建立了可以生產(chǎn)車(chē)載產(chǎn)品的體制。從業(yè)務(wù)持續計劃（BCP）的觀(guān)點(diǎn)出發(fā)，這些工廠(chǎng)將在出云村田制作所和菲律賓工廠(chǎng)無(wú)法生產(chǎn)的時(shí)候取代它們，以維持穩定生產(chǎn)體制，完成供給任務(wù)。我們的多家工廠(chǎng)均已受到顧客認可，正在致力于在全球范圍內優(yōu)化供應體制。

 

 

圖2 村田的MLCC生產(chǎn)體制

 

在聯(lián)網(wǎng)方面，適合5G的 MLCC要求達到車(chē)載級別

 

――CASE的4個(gè)要素對車(chē)載MLCC分別有什么要求呢？首先來(lái)說(shuō)說(shuō)“C”，也就是聯(lián)網(wǎng)吧。

 

為了把汽車(chē)與云計算、交通基礎設施更緊密地連接起來(lái)，利用第5代移動(dòng)通信系統（5G）的無(wú)線(xiàn)通信的速度將會(huì )越來(lái)越快?？上攵?，在尖端智能手機中投入使用的先進(jìn)MLCC會(huì )被寄予達到車(chē)載等級的期望。例如，用于天線(xiàn)匹配的高頻MLCC等。

 

另外，引進(jìn)5G后如果能實(shí)現與ITS等協(xié)同的V2X*2，有可能會(huì )出現與動(dòng)力總成系統聯(lián)動(dòng)的應用，比如在檢測到前方擁堵時(shí)能自動(dòng)踩剎車(chē)等。因此，需要可靠的MLCC來(lái)確保安全。

 

為了滿(mǎn)足這樣的要求，需要實(shí)現高品質(zhì)、高可靠性的各種要素技術(shù)和加工技術(shù)。在村田，能為聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)步做貢獻的產(chǎn)品陣容豐富，比如匹配用的Q值*3高的電容器和V2X通信模塊用的電容器等。我們將以面向這些需求的技術(shù)為基礎，推進(jìn)車(chē)載等級化。

 

*2 V2X（Vehicle to X）是指借助通信將汽車(chē)和其周?chē)娜?、其他?chē)輛、交通基礎設施等連接起來(lái)。

 

*3 Q值（品質(zhì)系數：Quality Factor）是表示電容器性能高度的指標。

 

――5G應該會(huì )使用各種各樣的頻段。在車(chē)載MLCC的開(kāi)發(fā)中，村田考慮的是面向哪種規格的產(chǎn)品呢？

 

主要考慮的是應對 “SUB6 *4”頻段。毫米波頻率太高，不會(huì )產(chǎn)生作為天線(xiàn)匹配用的電容器的需求。不僅僅是應對5G，應對4G LTE也是一樣的，對車(chē)載通信系統小型化的要求根深蒂固，對車(chē)載品質(zhì)的小型、大容量MLCC的呼聲很高。經(jīng)營(yíng)通信模塊的顧客大多是從民用產(chǎn)品起步的，他們希望與智能手機同等的小型MLCC達到車(chē)載品質(zhì)。響應這些需求是村田的使命。

 

*4  SUB6是指第5代移動(dòng)通信系統中使用的頻段中在4G及以前未使用過(guò)的6GHz以下的頻段。

 

面向消耗大電力的自動(dòng)駕駛系統電源的MLCC

 

――那么，關(guān)于CASE的“A”，也就是自動(dòng)化，村田是怎么做的呢？

 

汽車(chē)自動(dòng)化的進(jìn)展非常顯著(zhù)，過(guò)去的主要作用是輔助司機的駕駛，但今后系統將會(huì )成為司機，檢測道路狀況和行車(chē)環(huán)境的狀態(tài)，一邊做適當的判斷一邊操控汽車(chē)。為了實(shí)現這種高度的自動(dòng)駕駛功能，需要對配置在汽車(chē)各個(gè)部位的多種傳感器收集到的大量數據進(jìn)行處理。處理這些數據的高性能CPU和FPGA等應該會(huì )比以往搭載在汽車(chē)上的ECU消耗更大的電力。

 

向計算機提供大電力的電源系統的控制電路中，為了使控制IC正常工作，需要使用向其提供所需電荷的大容量MLCC（圖3）。隨著(zhù)CPU等消耗的電流量的增加等，電源電路中使用的MLCC將會(huì )向大容量化和使用數量增加的方向發(fā)展。此外，為了提高安全性，確保電源電路發(fā)生故障時(shí)自動(dòng)駕駛功能不會(huì )中斷，還存在電源電路冗長(cháng)化的傾向，這也是MLCC使用數量增加的重要原因。

 

圖3 自動(dòng)駕駛系統中高性能計算機的電源回路中裝配先進(jìn)MLCC的方案

 

因此，小型、大容量的MLCC，以及可減少控制IC周邊使用的MLCC數量的具有低電感（低ESL*5）特性的MLCC的需求將會(huì )增加（圖4）。正因為自動(dòng)駕駛功能是控制車(chē)輛運行的重要環(huán)節，所以必須擁有高度可靠性的車(chē)載級別應用程序。

 

*5 ESL是指等價(jià)串聯(lián)電感。電容器的等效電路模型可以表現為C、R、L各元件的串聯(lián)連接，其中的L被稱(chēng)為等效串聯(lián)電感。

 

圖4 在CPU周邊使用低ESL的MLCC以減少數量

 

――自動(dòng)駕駛汽車(chē)上會(huì )搭載各種各樣的傳感器，傳感器周邊會(huì )產(chǎn)生對MLCC的新需求嗎？

 

攝像頭和毫米波雷達中的電路會(huì )采用同樣的電源設計?；旧蠒?huì )附帶驅動(dòng)這些傳感器的控制IC的電源線(xiàn)路，電源線(xiàn)路中會(huì )使用MLCC。這里也有小型、大容量化的要求。

 

 

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