性能強大(dà)、應用廣泛的5G終端，其内部回路的數量大(dà)幅增加

第五代移動通信（5G）的商(shāng)用服務全面開(kāi)啓。它具有超高速、大(dà)容量、超低時延、多信号同時連接等特征，5G智能手機的性能得到大(dà)幅提升，可在短時間内下(xià)載4K畫質的視頻(pín)數據、利用虛拟現實（VR）進行交流、實現計算機和機器的遠程聯動等，新應用的不斷擴展值得期待。另外(wài)，對工(gōng)廠、醫療現場及社會基礎設施等領域的數據應用提供支持，爲實現豐富多彩、高效節約的社會，築牢通信基礎。

5G手機中(zhōng)配置了結構更爲多樣而複雜(zá)的電(diàn)子回路。僅在蜂窩通信功能方面，就要求支持3.7GHz頻(pín)段、4.5GHz頻(pín)段等Sub6頻(pín)段、相當于毫米波頻(pín)段的28GHz頻(pín)段，以及現有的4G功能。另外(wài)，還需配置與外(wài)設進行數據通信的Bluetooth®、Wi-Fi、近距離(lí)無線通信(NFC)、定位用GPS的應用回路。爲了應用多樣而高精度的無線通信功能，還全新配置了利用高性能攝像頭和顯示屏、VR或AR等新應用所需的傳感器和信号處理回路等(圖1)。因此，終端内部的電(diàn)子回路數量大(dà)幅增加。

開(kāi)發出市場青睐的終端，需要将構成内部回路的電(diàn)子元件進行小(xiǎo)型化設計

如果因電(diàn)子回路增加而加大(dà)終端尺寸，将影響商(shāng)品價值。近年來，爲迎合大(dà)屏和大(dà)容量需求，手機尺寸逐漸增大(dà)。但是，随着尺寸達到便于操作的上限，市場上開(kāi)始出現小(xiǎo)型化的呼聲。爲了制造附加值高、易用性佳的終端，需要使用超高密度貼裝技術，從而在維持現有尺寸的基礎上配置更多電(diàn)子回路。

關于構成電(diàn)子回路的半導體(tǐ)元件，雖然對終端進行了高性能化和多功能化設計，但由于元件在芯片上的集成度提高，以及受到功能軟件化等因素的影響，可以使用現有方法進行超高密度制造。使電(diàn)子回路按照技術規格穩定運行需要使用被稱爲多層陶瓷電(diàn)容器(以下(xià)稱MLCC)的電(diàn)子元件，因此必須減小(xiǎo)該元件的尺寸。

每部智能手機約使用800-1000個MLCC。終端配置的功能越多，其數量也幾乎等比例增加。制造高性能、多功能、易操作的5G手機，關鍵是實現MLCC的小(xiǎo)型化。

開(kāi)發适用于5G手機的0201M/0.1μF和0402M/1μF MLCC

村(cūn)田制作所(以下(xià)簡稱村(cūn)田)開(kāi)發出超小(xiǎo)* 0201M(0.25×0.125mm)、靜電(diàn)容量超大(dà)* 的0.1μF MLCC“GRM011R60J104M”。與容量相同的本公司舊(jiù)款産品0402M(0.4×0.2mm)比較，貼裝面積爲1/2、體(tǐ)積僅爲1/5(圖2)。

* 本公司調查數據。截至2020年9月29日。

村(cūn)田在MLCC小(xiǎo)型化方面達到領先水平，爲電(diàn)子設備小(xiǎo)型化作出了自己的貢獻。1970年代推出的3216M(3.2×1.6mm)尺寸MLCC實現了小(xiǎo)型輕薄便攜收音機的商(shāng)品化、1980年代至1990年代推出2012M(2.0×1.2mm)/1608M(1.6×0.8mm)尺寸，實現AV設備和電(diàn)腦的小(xiǎo)型化和輕便化、2000年代推出1005M(1.0×0.5mm)/0603M(0.6×0.3mm)尺寸，爲手機（功能手機）的多功能化提供了支持。通過對MLCC小(xiǎo)型化的不懈研究，在智能手機普遍采用的0402M尺寸MLCC中(zhōng)，實現了50%以上的市場份額。

爲5G手機量身定制的0201M尺寸、0.1μF的MLCC已在福井村(cūn)田制作所完成量産準備工(gōng)作。今後，村(cūn)田将繼續在MLCC小(xiǎo)型化方面發揮引領作用，爲電(diàn)子設備的小(xiǎo)型化、多功能及高性能化提供支持。

将終端内大(dà)量使用的MLCC尺寸縮小(xiǎo)爲1/5

每部手機需要使用1000個以上的MLCC，因此它對小(xiǎo)型化的影響很大(dà)

――5G手機的哪些用途需要使用到MLCC？需要用多少？

現在的智能手機，功能急遽增加。除了無線通信類電(diàn)子回路以外(wài)，還配有執行各種處理的處理器、攝像頭、顯示屏等許多電(diàn)子回路。爲了使電(diàn)子回路穩定運行，使用了大(dà)量供電(diàn)和去(qù)噪電(diàn)容器。

智能手機需要在小(xiǎo)機身内植入多種電(diàn)子功能，因此需要盡量減小(xiǎo)電(diàn)容器的體(tǐ)積。智能手機上配置的電(diàn)容器基本是體(tǐ)積小(xiǎo)巧的MLCC，而現在的[敏感詞]高端智能手機，每部會配置1000個以上的MLCC。

――MLCC的使用量确實很大(dà)，是智能手機中(zhōng)使用超多的元件。那麽，具有什麽特點的MLCC适用于5G手機？

要求MLCC具有小(xiǎo)巧、大(dà)容量的特點。5G終端配備的功能比4G多，因此預計機身内的電(diàn)子回路将大(dà)幅增加。同時，終端内的MLCC數量和總容量也将增加(圖3)。

例如，5G終端支持的頻(pín)帶多于4G終端。在1個終端内支持多種頻(pín)帶的情況下(xià)實現高品質通信，需要精準過濾相應頻(pín)帶，去(qù)除非使用頻(pín)帶所産生(shēng)的噪聲。雖然靜電(diàn)容量較小(xiǎo)，但使用了很多容量偏差較小(xiǎo)的MLCC。

智能手機維持現有尺寸已屬不易，但市場上對小(xiǎo)屏手機的需求卻有所增加。爲此，需要MLCC進一(yī)步縮小(xiǎo)尺寸。

終端配置的功能增多，使電(diàn)池容量變大(dà)。對大(dà)容量電(diàn)池進行穩定快速的充電(diàn)，需要配置大(dà)容量、高品質的MLCC。部分(fēn)電(diàn)子回路通過使用大(dà)容量規格以減少MLCC的數量，因此對大(dà)容量有着較高要求。

與容量相同的同類産品對比，貼裝面積縮小(xiǎo)爲1/2、體(tǐ)積縮小(xiǎo)爲1/5

――對于5G手機的回路增多和終端維持或縮小(xiǎo)現有尺寸的需求，村(cūn)田開(kāi)發了具有什麽特點的MLCC？

通過采用新一(yī)代制造技術，開(kāi)發出超小(xiǎo)的0201M尺寸MLCC，靜電(diàn)容量達到超大(dà)的0.1μF。0201M尺寸的MLCC屬于已有型号，但容量很小(xiǎo)，僅爲0.01μF，隻能用在智能手機的特定位置。新型MLCC的額定電(diàn)壓爲6.3V，靜電(diàn)容量容許差爲±20％，是更适合智能手機的規格。

以往，智能手機配置的許多相同容量MLCC所采用的是0402M尺寸。開(kāi)發出0201M尺寸後，貼裝面積縮小(xiǎo)爲1/2、體(tǐ)積縮小(xiǎo)爲1/5，使尺寸大(dà)幅減小(xiǎo)。另外(wài)，采用該MLCC的新型制造技術，又(yòu)開(kāi)發了0402M尺寸、1.0μF的MLCC。該産品在同一(yī)尺寸的MLCC中(zhōng)，擁有超大(dà)的靜電(diàn)容量。

――這些MLCC對5G手機的開(kāi)發會産生(shēng)怎樣的影響？

正如前面所說，[敏感詞]的智能手機使用了1000個以上的MLCC。其中(zhōng)200個以上是此次開(kāi)發的0.1μF和1.0μF型号。每個MLCC都實現大(dà)幅小(xiǎo)型化，因此對終端小(xiǎo)型化起到了很大(dà)作用。

使用這些MLCC後基闆面積将減小(xiǎo)，可以在節省的空間内配置更多功能或增加電(diàn)池容量，從而開(kāi)發附加值更高的終端。如果用于可穿戴設備或IoT終端，則可以提高附加值。即，減輕小(xiǎo)型可穿戴設備在穿戴後的不适感，從而拓展使用場景。另外(wài)，對于小(xiǎo)型IoT設備，可以放(fàng)寬安裝條件，更易收集重要數據。因此，新開(kāi)發的MLCC可以拓展這些領域的應用。

――額定電(diàn)壓6.3V意味着什麽？

智能手機電(diàn)池的供電(diàn)電(diàn)壓爲3V-4V。額定電(diàn)壓爲6.3V的MLCC構成可由上述電(diàn)池直接驅動的電(diàn)子回路，使用更方便。智能手機包含以1V驅動的處理器等元件，通常使用額定電(diàn)壓爲4V的MLCC。但部分(fēn)客戶爲了降低部件管理的繁瑣程度，有時會在處理器周圍的電(diàn)路上使用額定電(diàn)壓爲6.3V的MLCC。因此，爲小(xiǎo)尺寸的産品配置6.3V的額定電(diàn)壓有着重要意義。

爲終量産做好萬全準備

――5G用MLCC将在何時何地開(kāi)始量産？

量産工(gōng)作已就緒，預計2020年在福井村(cūn)田制作所開(kāi)始量産。在村(cūn)田集團中(zhōng)，福井村(cūn)田制作所是在技術開(kāi)發和量産方面，引領MLCC小(xiǎo)型化和大(dà)容量化的旗艦工(gōng)廠(圖4)。它率先使用有關小(xiǎo)型化和大(dà)容量化的先進技術，當技術成熟後，将其推廣到其他生(shēng)産基地。

爲使小(xiǎo)型MLCC得到廣泛普及，客戶的企業需要準備用于貼裝小(xiǎo)型電(diàn)子元件的先進貼裝機(貼片機)。0201M爲小(xiǎo)尺寸，于2014年4月開(kāi)始量産。當時已與廠商(shāng)開(kāi)發出相應的貼片機，客戶已做好使用該尺寸MLCC的準備。随着5G手機全面量産，對0201M尺寸的需求将激增，對此我(wǒ)們有充分(fēn)的把握。