在高端电子元器件领域,有一种电子元器件,广泛应用于消费电子、5G通讯、汽车电子、家电等领域,被业内称之为“电子工业大米”。这种材料长期依赖进口,其高端产品的生产核心技术长期以来被掌握在少数发达国家手中。它,就是片式多层陶瓷电容器(MLCC)。
据中商情报网预测,2024年全球MLCC行业市场规模将超过1千亿元。
在这个严重依赖进口的高端电子元器件领域,潮州三环(集团)股份有限公司(下称“三环集团”)于2023年取得突破性进展,实现了MLCC的介质层膜厚技术从单层5微米到1微米的飞跃,堆叠层数突破1000层。
“这块看上去毫不起眼、仅150毫米的薄薄的“巴块”上,有10万枚左右的多层片式陶瓷电容器(MLCC),而每一枚多层片式陶瓷电容器仅仅只有0.6毫米×0.3毫米的大小。”这块看上去平平无奇的“巴块”,正是三环集团在国产高端MLCC领域实现的又一次重大跨越。
从一家小作坊,成长为市值500亿多的中国电子陶瓷行业领军企业和中国电子元件百强企业,2024年第一季度营业收入达15.64亿,同比增长31.49%,净利润4.33亿,同比增长35.31%。
在半个世纪的进程中,三环集团是如何完成蝶变的?又在中国电子陶瓷行业掀起了哪些勇立潮头的浪潮?
面对新材料在线?的这一提问,三环集团的相关负责人将我们的思绪拉到了半个世纪之前。
01
主动求变紧跟时代发展需求
1969年,在全社会“大闹电子”的带动下,潮州二轻竹器厂工作的张万镇(三环集团创始人)为了寻求企业出路,在当时的“大街”(现在的牌坊街)上一家五金店,花了5毛钱买到两个苏式电阻,敲碎电阻后,他发现这个高端产品的内部居然是陶瓷,而他所在的潮州又恰好是陶瓷故乡,这激发了他的创新思路——做电阻。
前往广州学习碳膜电阻器制作团队
张万镇和电子试制组里的一群年轻人前往广州学习碳膜电阻器。之后,这群年轻人用“土方法”制造了15台设备,试产碳膜电阻器成功。至此,三环集团开始了以电阻器起家的创业史。
三环集团旧址——老君堂
随着改革开放政策的铺开,电子元件行业开始逐步向市场经济转型。瞄准机会的张万镇大胆跨步前行,果断引进先进生产设备,大大提升电阻生产效率与质量。三环集团电阻器的市场局面由此打开,在业界崭露头角。
到90年代中期,全球电子产业生产基地开始向中国东南沿海转移,中国电子元器件行业迎来了发展的“春天”。
“传统电阻器及瓷体生意如日中天,企业根本不用担心产品做出来能否销得出去,关注的是能生产多少。但那时,张总也开始思考这个生意能否一直像今天这样红火,企业的未来走向该怎样?”三环集团负责人表示,三环集团的基因里始终有一股主动求变、创新突破的冲劲,毫不夸张地说,这贯穿了三环集团54年的发展历程。
在这股主动求变的思潮引领下,三环人开始着手布局未来的新产品。
21世纪初,电子信息产业全面升级,电子产品加速普及,市场对电子元件的需求大幅增加。据工业和信息化部的统计数据,2001-2010年期间,中国基础电子产品制造业全社会投资投资加速增长,电子陶瓷行业迎来爆发增长期。
三环集团再次迎来求变的时刻,紧抓时代机遇,对业务进行多元化布局。从三环集团一线一路走来,三环集团负责人每每说起起公司的发展史就唏嘘不已。他向新材料在线?坦言,企业转型期间非常艰辛,没有专业的科研团队,没有成熟的研发机制,交了不少“学费”才研制出数十项新产品。
通过几年时间的产品研发,三环集团积累了更多的材料技术根基,接连成功开发了氧化铝基板、光纤连接器用陶瓷插芯、半导体陶瓷封装基座、燃料电池隔膜片、压缩机接线端子、手机陶瓷后盖、电子浆料、IC封装劈刀等业界颇有影响力的产品。
三环集团产品布局
其后,中国电子元器件产业在越来越激烈的市场竞争中开始追求高端化、智能化与全球化发展,并向全球价值链高端攀升。也正是在一阶段,三环集团成功实现了从普通电子元件向高端电子元件的转型,成为行业内的领军企业。
目前,三环集团三大主营产品光纤连接器用陶瓷插芯、片式电阻用氧化铝基板、频率器件用陶瓷基座的全球市场份额均占全球前列,其中,陶瓷插芯和氧化铝基板两项产品被工信部授予“制造业单项冠军产品”称号。
“在中国电子元器件产业关键性的发展阶段和突破中,三环集团始终扮演着行业创新者,并逐步向引领者转变,通过不断地技术创新和市场拓展,推动了中国电子元件产业的持续发展和升级。”三环集团负责人自豪地总结道。
然而,随着全球化的加速和智能电子的兴起,中国电子元器件产业面临着越来越多的新挑战。
02
锚定高端完善国内产业链
实现从“0”到“1”的突破后,如何从“1”到“N”,国产品牌又将如何实现高端化,成为当时中国电子元器件企业必须正视的问题。
而国产高端化恰好是三环集团一直笃定的一个必然趋势。三环集团负责人在多个场合强调,“坚决不搞低层次竞争”。从业务一线走上管理层,他比任何人都更清楚,制造业的核心竞争力是什么。
MLCC,即片式多层陶瓷电容器,又被称为“电子工业大米”。行业数据显示,陶瓷电容器占据了全球电容器市场的半壁江山,其中MLCC又占据陶瓷电容器市场的90%以上,是电子信息技术产业发展的基石。
据海关总署数据,2023年我国MLCC净进口量达到1.06万亿颗,同比增长21.16%,反映出我国MLCC产品进口依赖度高,市场空间广阔。从产品结构看,进口MLCC以高性能为主,出口MLCC集中在中低端领域,反映了国内市场对高性能MLCC的高需求的同时,揭示了本土MLCC产业在高性能、高容量产品方面仍有待开发的市场潜力。
三环集团负责人向新材料在线?分析道,随着应用端产品的高端集成化,高电容、高可靠、低损耗的MLCC的需求将会持续上升并成为主流。
三环集团MLCC生产现场
其实,三环集团早在20多年前就认准了MLCC方向,并坚持数十年来持续加大投入。
2001年,三环集团首次引进MLCC生产线,持续投入资金、研发新品、扩充产能,逐步攻克MLCC生产的关键技术。现如今,MLCC产品也被定义为公司的“头号工程”。
此外,三环集团早在1998年就已建立了广东省电子陶瓷工程技术研究中心,2013年,又设立了规格更高、规模更大的研究院,其内设9个研究室和测试分析中心。据三环集团2023年年报数据显示,现如今研发团队已超过两千人。
2020年,三环集团公告显示完成定增募资21.75亿元,对5G通信用高品质MLCC进行扩产技术改造。其后每年,三环集团都在扩充研发团队,进一步增强研发力量。
在设备、技术、人才梯队及管理制度上完成了基础积累的三环集团,开始加快国产高端MLCC的研发及量产进度。
“MLCC的高端化战略是市场需求、技术积累、产业升级和竞争压力等多种环境因素下催生的必然之路。”三环集团负责人表示,近几年5G、物联网、人工智能等领域的兴起,加速了市场对高端MLCC的需求增长速度;同时,国内政策的支持和市场推动也为MLCC的高端化提供了有利条件。
随着研发进入深水区,三环集团的MLCC产品开始频频传出取得突破的消息。
2022年,三环集团车载高容MLCC产品通过车规体系认证,部分常规容量规格已经导入汽车供应链。2023年,三环集团发布MLCC四大系列产品:高容高压系列、高强度N系列、高强度C系列及高频系列,对行业内普遍存在的应力断裂等痛点给出了解决方案。
三环集团MLCC系列产品
同年,在技术要求更高的高容量、小尺寸MLCC研发上也实现了突破。
三环集团负责人认为,三环集团高端MICC的成功一方面受益于国家产业发展的政策扶持,另一方面凭借产品品质赢得了市场的高度认可。据介绍,目前已有车载、通信、家电等多领域头部企业与三环集团签订MLCC产品的战略合作协议。
“三环集团正在将MLCC产品不断推向微型化、高容化、高频化和高压化的方向发展。”关于高端MLCC的未来发展,三环集团负责人表示,公司将坚定不移地继续攻克高端市场,积极参与到国际竞争中。
03
埋头深耕坚定投入前沿技术领域
“三环集团的主动求变并非仅仅只为市场需求,而是一旦认定前沿技术发展趋势,便埋头深耕,不吝投入,甚至甘坐数十年冷板凳。”三环集团负责人坦言,这是企业啃下关键技术的必经之路,没有捷径可走。
2023年,三环集团在SOFC(固体氧化物燃料电池)领域的技术突破令外界广为关注。据公告显示,三环集团实现了SOFC全技术链条的贯通,成功开发了单台50kW的SOFC系统。
三环集团开发的50kW SOFC系统
“三环集团很多年前就认准了SOFC是未来的发展趋势,并坚定持续投入。”三环负责人表示,三环集团在这项技术上已经进行了近20年的探索。
据了解,SOFC是利用电化学反应将燃料化学能直接转换为电能的发电技术,是目前世界上效率最高的发电技术之一,既能实现化石能源的高效低碳应用,还能实现氢能的绿色高效利用。SOFC最常见的应用领域为固定式发电、分布式发电或数据中心电源以及工业用大型固定式发电站等,应用前景十分广阔。
2004年,三环集团开展SOFC电解质隔膜片的开发和生产,2012年开始量产SOFC单电池,2017年便向国内市场推出固体氧化物燃料电池电堆。
2023年,广东省能源集团与潮州三环合作开展的“210kW高温燃料电池发电系统研发与应用示范项目”顺利通过验收,成为我国SOFC发展的重要里程碑节点。
“210kW高温燃料电池发电系统研发与应用示范项目”顺利通过验收
“潜心研究近20年,三环集团成功完成了陶瓷燃料电池(SOFC)发电系统的研发,目前企业已实现从粉体材料、单电池、电堆到发电系统的全技术链条贯通,发电效率达到了65%,主要技术指标达到国际先进水平,最新开发的50kWSOFC系统,体积和重量与第一代35kW持平,功率增加了43%。”三环集团负责人如数家珍般介绍。
尽管技术层面获得了成功,但就商业前景来说,这仍将是长期而艰难的一战,SOFC技术链条复杂,短时间内难以量产和商业化,需要持续不断“烧钱”。
但几乎所有三环人都笃定,这是必然的历程。三环集团负责人强调,“没有自主创新,就没有未来,只有自主创新,企业才能拥有核心竞争力,才能真正实现高质量发展。”
三环集团的坚持创新赢得了发展先机。在全球碳中和背景下,SOFC以清洁高效的特点,成为当前新型发电方式的潜力选手,市场规模高速增长。根据Marketand Markets预测,全球SOFC市场规模预计从2022年的15亿美元增长至2027年的65亿美元,2022-27年行业CAGR达33.9%。
据三环负责人介绍,三环集团已成为全球SOFC电解质隔膜片、SOFC单电池的主要供应商,贯穿了SOFC的全技术链条,拥有50余项关键基础材料、单电池、电堆、系统的核心专利。下一步,三环集团将加速推动SOFC产品的规模化商业应用。
“回顾三环集团走过的路,我们始终坚持聚焦主业、创新为本,不断推陈出新,将传统陶瓷做成高技术、高质量、高附加值的功能陶瓷、电子陶瓷和新能源陶瓷。”三环集团负责人认为,三环集团在半个世纪的发展中能够持续在电子元器件及材料、通信、半导体和移动智能终端、新能源等多领域展现出强劲的竞争力,离不开这股这股永不言弃、坚持自主创新的折腾劲。