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(1)電容、電感、電阻是被動元器件的主要組成,應用領域廣泛
電子元器件根據(jù)終端應用領域的不同,可以分為電力電子領域和信息電子領域。電力電子領域主要包括新能源汽車、風電光伏、一般工業(yè)、軌道交通、電力系統(tǒng)等;信息電子領域主要包括消費電子、云計算、網(wǎng)絡通信、物聯(lián)網(wǎng)等。
電子元器件根據(jù)對電路信號處理的不同,可以分為被動元器件和主動元器件。被動元器件決定信號的通過與否,不改變信號的特征,主要包括電容、電感、電阻、變壓器和頻率控制器件等,在電路中主要承擔旁路/去耦、濾波、儲能、穩(wěn)定電流、穩(wěn)定電壓、阻抗匹配、抗電磁干擾等具體功能。
主動元器件對信號進行放大和變換等處理,主要包括集成電路(IC,Integrated Circuit)和分立器件(D-O-S,Discrete devices-Optoelec-Sensor)等,在電路中主要承擔模擬信號與數(shù)字信號之間的轉(zhuǎn)換、信號的調(diào)制解調(diào)、邏輯計算、存儲等具體功能。
被動元器件是電子電路的基石,主要由電容、電感和電阻構(gòu)成,市場空間廣闊,其中電容主要用于旁路、去耦、濾波和儲能,電感的主要用途是濾波、穩(wěn)流和抗電磁干擾,電阻主要用于分壓、分流、濾波和抗阻匹配。
2021 年全球電容、電感和電阻的市場規(guī)模分別為 161 億美元、69 億美元和 60 億美元。隨著智能手機、高性能計算催化信息電子升級加速,以及碳達峰、碳中和背景下新能源汽車、風電光伏行業(yè)快速發(fā)展,電力電子呈現(xiàn)強勁發(fā)展勢頭,全球被動元器件的需求將持續(xù)擴大。
(2)電容具有“阻直流,通交流”特性,薄膜電容耐高壓、自修復、可靠性高
①電容行業(yè)概況
電容的基本結(jié)構(gòu)是間隔對置的 2 個電極(金屬板)。施加直流電壓(V)到2 個電極上,電子瞬間聚集到其中一個電極上,該電極帶負電,另一個電極則處于電子不足的狀態(tài),帶正電。該狀態(tài)在撤去直流電壓后依舊存在,即在 2個電極之間蓄積了電荷(Q)。在電極間插入電介質(zhì)(陶瓷、塑料薄膜等),通過電介質(zhì)的極化,蓄積的電荷增加。表示電容器蓄積多少電荷的指標叫做電容量(C)(簡稱容量)。
通過采用大面積的電極構(gòu)造以及高電容率的電介質(zhì),能夠蓄積大量電荷。接通電源施加直流電壓,則電流瞬間流向?qū)Ь€,對電容器進行充電;當電極間的電位差與電源電壓相等,則電流不再流動,充電結(jié)束。
電容的電極被電介質(zhì)阻隔,施加直流電壓后,在充電過程中電流瞬間流過導線,但不會流到電介質(zhì)的內(nèi)部,即電容器具有阻斷直流的性質(zhì)。連接交流電源,則電極板周期性地反復進行充電與放電,電場方向也會相應地發(fā)生改變。雖然不是在絕緣體內(nèi)部出現(xiàn)電子移動,但實際上與流過交流電流相同,因此可視為電容器使交流電流通過。
按照材料不同,電容器可分為陶瓷電容器、薄膜電容器、電解電容器等,其中薄膜電容具有耐高壓、自修復、可靠性高的特點。
②薄膜電容行業(yè)概況
薄膜電容器是利用塑料薄膜為電介質(zhì)的電容器。其技術起源于 19 世紀后半期所發(fā)明的紙介質(zhì)電容器,在 20 世紀 30 年代開發(fā)出來的。其具有耐高壓、可靠性好等特點,被廣泛用于家電設備、車載電子設備、工業(yè)設備、電力電子設備等。
薄膜電容器根據(jù)內(nèi)部電極的形成方法不同而大致分為箔電極型與蒸鍍電極型(金屬化薄膜型)。蒸鍍電極型薄膜電容的蒸鍍電極具有自我修復功能,當薄膜因施加過電壓導致被擊穿時,擊穿點附近的蒸鍍膜會瞬時氧化,令其重新恢復絕緣狀態(tài)。此外,為了進一步提高可靠性,在蒸鍍膜上還可以附加安全功能的設計。與傳統(tǒng)整面蒸鍍方法不同,通過分割成網(wǎng)格狀,不同網(wǎng)格相互以狹窄的熔斷部相連接的模式進行蒸鍍。當發(fā)生超過薄膜電容自我修復功能極限的絕緣擊穿時,熔斷部會熔斷從而避免此等破壞性的絕緣擊穿。
根據(jù) Allied Market Research 統(tǒng)計,2021 年全球薄膜電容市場規(guī)模約為 32 億美元,預計至 2025 年將增長至 52 億美元,2021-2025 年 CAGR 達 13%。
(3)電感具有“通直流、阻交流”特性
電流產(chǎn)生磁場,并對周圍產(chǎn)生磁效應?;陔姶鸥袘?,電流同向流動的平行導線相互吸引,電流逆向流動的平行導線相互排斥,將導線繞制成線圈并通電,會產(chǎn)生類似磁鐵的磁場。
電感能讓直流電順利通過,但對交流電則起著如同電阻般的阻礙作用,而且具有交流電頻率越高越不容易通過的性質(zhì)。
電感元器件的電感數(shù)值大小一般為固定值,但也有能夠改變電感數(shù)值大小的可變電感。不同的電感應用在高頻電路、一般電路、去耦電路、電源電路等多個場景中。從外形上劃分為:帶導線型(軸向?qū)Ь€、徑向?qū)Ь€)、表面貼裝元器件型(SMD),從結(jié)構(gòu)上劃分為卷線型、積層型、薄膜型。電感的設計、工藝、加工等決定了其后續(xù)的性能穩(wěn)定性。
思瀚發(fā)布《2023-2027年被動元件行業(yè)市場調(diào)研分析與發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃報告》