專訪?|?CASE時(shí)代的汽車使用多少M(fèi)LCC？(下)

時(shí)間：2021-10-12 15:21:33

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[導(dǎo)讀]點(diǎn)擊藍(lán)字★Murata村田中國★關(guān)注我們“兼具可靠性、小體積、大容量，順應(yīng)CASE潮流不斷進(jìn)化的車載MLCC”系列專訪的第一回介紹了村田制作所的車載多層陶瓷電容器在汽車產(chǎn)業(yè)大變革中發(fā)揮的作用。第二回介紹了村田制作所支撐車載多層陶瓷電容器優(yōu)勢的技術(shù)和生產(chǎn)體制。這里我們將介紹分享與服...

點(diǎn)擊藍(lán)字

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Murata 村田中國

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關(guān)注我們

“兼具可靠性、小體積、大容量，順應(yīng)CASE潮流不斷進(jìn)化的車載MLCC”系列專訪的第一回介紹了村田制作所的車載多層陶瓷電容器在汽車產(chǎn)業(yè)大變革中發(fā)揮的作用。第二回介紹了村田制作所支撐車載多層陶瓷電容器優(yōu)勢的技術(shù)和生產(chǎn)體制。

這里我們將介紹分享與服務(wù)（S）和電動化（E）的相關(guān)開發(fā)動向，以及在汽車行業(yè)的供應(yīng)鏈不斷變化的情形下先于需求進(jìn)行技術(shù)和產(chǎn)品開發(fā)時(shí)的對策。

共享（sharing）功能有可能使得汽車工作時(shí)間大幅延長

接下來，對于CASE的“S”、即共享和服務(wù)，對MLCC的需求會有怎樣的變化呢？

在汽車行業(yè)，人們期待著能利用4級以上的自動駕駛車來實(shí)現(xiàn)共享和服務(wù)。出于這樣的用途，到現(xiàn)在為止假設(shè)1天工作4小時(shí)的汽車工作時(shí)間有可能會延長到最大24小時(shí)。這可以說是相當(dāng)殘酷的使用狀況。那個(gè)時(shí)候，MLCC也會被要求有更高的可靠性。
但是目前客戶還沒有提出具體的要求。這一點(diǎn)對于產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)來說是很重要的，所以我們將持續(xù)關(guān)注其動向。

在長時(shí)間連續(xù)運(yùn)行的汽車上使用的MLCC，是否有必要進(jìn)行設(shè)備本身的重新開發(fā)？

從設(shè)計(jì)本身來說，有可能采用比現(xiàn)在更保守的設(shè)計(jì)來提高品質(zhì)。如果既要提高質(zhì)量又要實(shí)現(xiàn)小型、大容量，就需要投入新技術(shù)，技術(shù)難度也會提高。
需要應(yīng)對品質(zhì)和可靠性要求變化的，不僅僅是MLCC，半導(dǎo)體和機(jī)械零件也是一樣的。在整個(gè)汽車行業(yè)，都要考慮能夠?qū)崿F(xiàn)共享功能的汽車所要求的技術(shù)趨勢會如何變化，要在與各種部件的進(jìn)化保持步調(diào)一致的同時(shí)采取應(yīng)對策略。

以提高電動汽車的使用方便性、匹配800V電池為目標(biāo)

那么，CASE中的“E”，即電動化方面有什么樣的需求變化呢？隨著混合動力車（HEV）的普及，我們似乎可以看到相當(dāng)明確的路線。

電動化方面，HEV、電動汽車（BEV）、燃料電池車（FCIV）等各種各樣的形式同時(shí)推進(jìn)，最終會以BEV為中心進(jìn)行電動化整合。那時(shí)，我們面臨的課題是延長續(xù)航距離。為了延長續(xù)航距離，需要搭載大容量電池，但是如果單純擴(kuò)大容量的話，充電時(shí)間就會變長，汽車的使用會變得不方便。因此，如何在短時(shí)間內(nèi)給大容量電池充電將成為技術(shù)開發(fā)的焦點(diǎn)。

目前，作為解決這個(gè)問題的方案，電池電壓高壓化（圖1）的做法受到關(guān)注。現(xiàn)在的電壓一般是400～500V，但是已經(jīng)出現(xiàn)將其提高到800V以上的做法。部分高級車已經(jīng)實(shí)際配置800V電池。為了適應(yīng)電池的高電壓化，MLCC需要在維持高品質(zhì)的同時(shí)提高耐壓性。

圖1 以縮短大容量電池充電時(shí)間為目標(biāo)的電池高電壓化
應(yīng)對800V電壓，這是沒有先例的領(lǐng)域吧？

目前，村田可以將1kV耐壓品以車載品質(zhì)投入市場。雖然這樣直接就能在一些場合使用，但是為了提高安全性和可靠性，有必要進(jìn)一步加大電壓容限。實(shí)際上，客戶已經(jīng)提出了應(yīng)對1.5kV～2kV的要求。應(yīng)對這樣的要求將是我們的課題。

以歐洲為中心，48V電源的混合動力車正在普及。在應(yīng)對這個(gè)動向時(shí)，會出現(xiàn)新的技術(shù)需求嗎？

對于48V汽車，我們目前已有的先進(jìn)的耐壓100V、小型、大容量產(chǎn)品就可以充分應(yīng)對。但是，有客戶要求減少使用數(shù)量，所以我們將推進(jìn)大容量化來滿足這個(gè)要求。

隨著E/E架構(gòu)的更新，沒有出現(xiàn)大的需求變化

在CASE潮流下，由于車載網(wǎng)絡(luò)的Ethernet（以太網(wǎng)）化等，E/E架構(gòu)^*1在不斷更新。這個(gè)動向會改變對MLCC的需求嗎？

我認(rèn)為即使E/E架構(gòu)發(fā)生變化，對MLCC的要求也不會改變。受此變化影響最大的是，由于網(wǎng)絡(luò)高速化、技術(shù)難度提高的靜噪共模扼流線圈^*2之類的電感系統(tǒng)的被動部件。

^*1 E/E架構(gòu)是指決定在車載網(wǎng)絡(luò)上如何配置構(gòu)成車載系統(tǒng)的各種功能時(shí)的設(shè)計(jì)思路。E/E是Electrical/Electronic的縮寫，是電氣/電子的意思。以前，ECU（電子控制單元：Electronic Control Unit）與作為其控制對象的每個(gè)電器連接，各個(gè)ECU之間通過車載網(wǎng)絡(luò)連接。今后，預(yù)計(jì)會更多地采用對控制系統(tǒng)、車體系統(tǒng)、信息系統(tǒng)等按用途進(jìn)行整理，將處理對象和ECU配置于適當(dāng)位置的“域架構(gòu)（domain architecture）”。另外，也有很多汽車制造商在討論在將來改用被稱為“區(qū)域架構(gòu)（zone architecture）”的模式，也就是在中央放置高性能計(jì)算機(jī)，對分散的ECU處理能力加以集成。

^*2 共模扼流圈是在不影響信號的前提下，去除差分傳輸、平衡傳輸、電源、音頻線所造成的共模噪聲的濾波器。

如果非要說MLCC的變化，那就是由于車載網(wǎng)絡(luò)的多樣化，搭載的應(yīng)用數(shù)量增加，MLCC的使用量有可能增加。另外，如果采用E/E架構(gòu)的最終形態(tài)，也就是在中央搭載高性能計(jì)算機(jī)并對分散的控制處理加以整合的“區(qū)域架構(gòu)”，會出現(xiàn)我們在講自動化帶來的需求變化時(shí)提到的大功率電源相關(guān)的需求。

但是，關(guān)于區(qū)域架構(gòu)的采用，目前各汽車制造商的看法有所不同，因此我們將繼續(xù)關(guān)注今后的動向。對于目前正在開發(fā)的新型車所采用的“域架構(gòu)”，能夠搭載到自動駕駛車上的MLCC就可以充分應(yīng)對。

結(jié)合汽車供應(yīng)鏈的變化來探索需求

隨著CASE潮流的進(jìn)一步發(fā)展，今后村田在車載MLCC方面會進(jìn)行怎樣的技術(shù)開發(fā)呢？

車載MLCC以率先進(jìn)行小型、大容量化的民用設(shè)備的技術(shù)為基礎(chǔ)，著眼于車載需求不斷進(jìn)步。與民用設(shè)備相比，應(yīng)用時(shí)間后推5年到10年，我們的目標(biāo)是以車載等級生產(chǎn)同尺寸、同容量的產(chǎn)品（圖2）。在維持可靠性的同時(shí)也會推進(jìn)低ESL化和封裝用薄型產(chǎn)品的開發(fā)。

但是，面向民生設(shè)備的低壓產(chǎn)品比較多，而車載對中高壓產(chǎn)品也有較大需求。在這一點(diǎn)上，我們有必要先行進(jìn)行車載專用高耐壓技術(shù)的開發(fā)。

圖2 民生設(shè)備與車載MLCC不同尺寸產(chǎn)品占比的變化

如前所述，這樣的技術(shù)開發(fā)和產(chǎn)品開發(fā)是在抓住客戶需求的同時(shí)描繪路線圖的基礎(chǔ)上展開的。但是近年來，決定汽車供應(yīng)鏈，換言之，決定汽車技術(shù)開發(fā)方向的客戶已經(jīng)發(fā)生變化，為了把握需求，應(yīng)該關(guān)注的目標(biāo)也在復(fù)雜化。

過去，每個(gè)OEM的系列供應(yīng)商基本上都是固定的。但是，現(xiàn)在出現(xiàn)了不委托一級供應(yīng)商進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，而由OEM自行設(shè)計(jì)的情況。我們要看清楚未來的車載系統(tǒng)規(guī)格是由誰決定的，盡早將需求和村田的技術(shù)開發(fā)進(jìn)行磨合。另外，還要關(guān)注向OEM和一級供應(yīng)商提供技術(shù)方案的IC制造商的動向。

的確是這樣，對需求的調(diào)查也要結(jié)合時(shí)代變化，要講求戰(zhàn)術(shù)。

村田在橫浜事務(wù)所設(shè)置了應(yīng)用開發(fā)隊(duì)伍，為生產(chǎn)車載系統(tǒng)的客戶提供MLCC應(yīng)用的開發(fā)和建議。同時(shí)，這里還可接受客戶委托提供對客戶的基板設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化的評價(jià)、建議，以及對EMI噪聲的評價(jià)服務(wù)。

但是，單憑村田的一已之力，并不能對客戶開發(fā)的各個(gè)車載系統(tǒng)做出與其特征相符的評價(jià)。我們會與客戶的設(shè)計(jì)師磨合，對試產(chǎn)階段的系統(tǒng)進(jìn)行評價(jià)，并提出解決技術(shù)課題、削減零部件使用量、進(jìn)一步提高效率的解決方案。

2021年，我們計(jì)劃在橫浜市未來港設(shè)立創(chuàng)新中心，在那里投入一臺整車，創(chuàng)設(shè)一個(gè)可以測量EMI和通信噪聲的站點(diǎn)。今后，我們還將致力于這種能夠增進(jìn)與客戶接觸的活動。

目前，參與車載MLCC競爭的企業(yè)確實(shí)很少，但是如果電動化和自動駕駛?cè)〉眠M(jìn)展，中國企業(yè)和新興企業(yè)也可能會加入和加劇競爭。今后，我們?nèi)詫⒛_踏實(shí)地，以高可靠性為目標(biāo)。

車載MLCC以率先進(jìn)行小型、大容量化的民用設(shè)備的技術(shù)為基礎(chǔ)，著眼于車載需求不斷進(jìn)步。主要是在保持可靠性的同時(shí)，進(jìn)一步提升小型化、大容量化、高耐壓化、薄型化、低ESL化等。

另一方面，在供應(yīng)鏈復(fù)雜化的過程中，過去的客戶有所改變，設(shè)計(jì)的重點(diǎn)有時(shí)也會轉(zhuǎn)移到OEM，因此我們要明確供應(yīng)鏈，看準(zhǔn)以O(shè)EM為首的供應(yīng)鏈中的客戶（特別是設(shè)計(jì)），正確把握VOC，從計(jì)階段進(jìn)行磨合。這對于新產(chǎn)品及時(shí)投放市場是很重要的。

順應(yīng)CASE潮流的車載MLCC前景廣闊

村田的MLCC在幕后默默支持著汽車行業(yè)百年一遇的大變革，是不可或缺的配角。

MLCC的技術(shù)要求非常高，在汽車中使用量也很龐大。村田擁有從材料到產(chǎn)品一條龍生產(chǎn)，并根據(jù)CASE潮流及時(shí)提出合適的解決方案的能力，正因如此，才能生產(chǎn)出先進(jìn)的車載MLCC元件。今后，隨著車載系統(tǒng)和車載半導(dǎo)體的發(fā)展，村田也會切實(shí)地發(fā)展進(jìn)步。

兼具高品質(zhì)、可靠性和小型、大容量的車載MLCC，今后還有望在汽車以外的領(lǐng)域擴(kuò)大應(yīng)用?，F(xiàn)在，很多企業(yè)在挑戰(zhàn)與人共存的機(jī)器人的開發(fā)，致力于開拓新市場。同時(shí)，應(yīng)用汽車領(lǐng)域培育的自動化、電動化，聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，無人操作的小型農(nóng)機(jī)和建筑設(shè)備、產(chǎn)業(yè)用無人機(jī)，宅急送和外賣行業(yè)使用的小型移動工具等的開發(fā)也在進(jìn)行中。

車載MLCC業(yè)已形成廣闊的市場，在不久的將來可能還會有更大的飛躍。村田的車載MLCC的進(jìn)步及其應(yīng)用的擴(kuò)大將倍受關(guān)注。

受訪人：左為市場營銷經(jīng)理吉田智司，右為市場營銷高級經(jīng)理吉田高裕。

《CASE時(shí)代的汽車使用多少M(fèi)LCC》介紹了村田制作所的“兼具可靠性、小體積、大容量，順應(yīng)CASE潮流不斷進(jìn)化的車載MLCC”。系列報(bào)道共分三個(gè)部分：