Jetzt mit der Planung beginnen: Globale MLCC-Unsicherheit wird die Elektronikindustrie auf absehbare Zeit plagen

Die MLCC-Industrie (MLCC: MultiLayer Ceramic Capacitor, Mehrschicht-Keramikkondensator) ist seit Jahren von Engpässen und langen Lieferzeiten geplagt. Die schlechte Nachricht ist, dass dieses kostengünstige Standbein des Elektronikdesigns der Industrie wohl auch in Zukunft noch Kopfzerbrechen bereiten wird. Fangen Sie jetzt an, dafür zu planen.

Wie groß werden die Kopfschmerzen bezüglich der MLCCs?

MLCCs sind eindeutig eine tragende Säule in der Elektronikindustrie und stellen eine robuste Möglichkeit für Komponentenhersteller dar. In einem kürzlich erschienenen Bericht bewertete Grandview Research¹ den US-amerikanischen MLCC-Markt im Jahr 2018 auf 8,75 Milliarden US-Dollar und prognostizierte für die nächsten fünf Jahre eine durchschnittliche jährliche Wachstumsrate von 5,1 % (Abbildung 1).

Abbildung 1: Die Kondensatorindustrie hat sich eines langsamen und stetigen Wachstums erfreut, aber in den nächsten Jahren wird der Sprung nach oben bemerkenswert sein, glauben Analysten. (Bildquelle: Grandview Research)

„MLCCs werden auch in intelligente LCD- und LED-Fernseher integriert“, berichtet Grandview. „Die zunehmende Beliebtheit solcher Fernsehgeräte wird das Marktwachstum voraussichtlich beschleunigen. Darüber hinaus schafft das Aufkommen des Internet der Dinge (IoT) vielfältige Möglichkeiten für den Markt, da MLCCs aufgrund ihrer langen Lebensdauer und intrinsischen Zuverlässigkeit eine ideale Lösung für IoT-Geräte sind“.

Diese oberflächenmontierbaren Bauelemente (SMDs), die aus abwechselnden Schichten aus Keramik und Metall bestehen, sind von mehreren Unternehmen in einem breiten Bereich von Kapazitätswerten erhältlich und werden in einer immer breiteren Palette von Endanwendungen eingesetzt. Die X5R-CC-Serie der Klasse 2 von YAGEO ist zum Beispiel einer der MLCCs aus der großen Auswahl des Unternehmens (Abbildung 2). Der Kondensator mit einer Kapazität von 22 Mikrofarad (µF) (±20%) wird in einem 0603-Gehäuse geliefert und ist für 4 Volt bis 50 Volt ausgelegt. Es ist für allgemeine Anwendungen gedacht, z. B. für PCs, Festplatten, Netzteile, Mobiltelefone und Datenverarbeitung.

Abbildung 2: Die Chipkondensatoren der X5R-Serie von YAGEO mit bleifreien Anschlüssen verfügen über eine Nickel-Barriere und sind RoHS-konform. (Bildquelle: YAGEO)

Die Allgegenwärtigkeit des Bauteils hat sich zu einem kleinen Stolperstein entwickelt, da verschiedene Branchen wie die Automobilindustrie, die Unterhaltungselektronik (z. B. Digitalkameras und PC-Server), die Datenverarbeitung und die Telekommunikation um die verfügbaren Bestände buhlen.

Die Suche nach MLCC-Kapazitäten

Eine Kombination aus traditionellen und neuen Anwendungen wird die Nachfrage im kommenden Jahr antreiben - und wahrscheinlich zu steigenden Preisen und längeren Lieferzeiten führen.

Darüber hinaus ist die erhöhte Nachfrage auch auf Überreaktionen während der Pandemie und als Reaktion auf die langen Vorlaufzeiten im Jahr 2019 zurückzuführen. Einige OEMs haben Produkte auf Vorrat produziert, das Angebot verknappt und das Nachfrageverhalten verzerrt.

Außerdem steigen die Rohmetallpreise für einige wichtige Metalle stark an. Die Preise für Palladium, ein primäres Elektrodenmaterial in MLCCs, die für hohe Zuverlässigkeit, hohe Temperaturen und hohe Spannungen ausgelegt sein müssen, tendieren stetig nach oben und erreichten im Januar 2020 ein 25-Jahres-Hoch.² Der unabhängige Analyst Metals Focus prognostiziert, dass die Palladiumpreise, die 2019 bei einem Preis von 2900 USD pro Unze lagen, im Jahr 2021 gegen 3000 USD pro Unze streben werden.³ Das jahrzehntelange Angebotsdefizit wird sich wahrscheinlich fortsetzen, fügen sie hinzu. Nickel, ein weiteres Metall, das in MLCC-Elektroden verwendet wird, hat ein Zehn-Jahres-Hoch bei den Preisen erreicht und ist laut Forbes in nur zehn Monaten von 10.800 USD pro Tonne im März 2020 auf 18.244 USD pro Tonne gestiegen, ein Anstieg von 70 %.⁴

Auf der industriellen Ebene gibt es Anzeichen dafür, dass die Nachfrage die Kapazität im kommenden Jahr übersteigen wird. Laut einem Bericht in SemiMedia wird die weltweite Produktion passiver Bauelemente um 11,1 % wachsen, die Nachfrage jedoch um 15 %.⁵ Das ist allerdings lediglich ein Durchschnittswert. In einigen Branchen wird das Nachfragewachstum erheblich sein. Der Kauf von elektronischen Bauteilen für die Automobilindustrie beispielsweise wird wahrscheinlich um 35 % bis 50 % explodieren, wobei passive Bauteile wie MLCCs und Widerstände den Löwenanteil der Nachfrage ausmachen. Analysten gehen davon aus, dass dies in der zweiten Hälfte des Jahres 2021 ebenfalls zu einem Preisanstieg beitragen könnte.

Fazit

MLCCs stoßen auf allen Ebenen auf Hindernisse: von den Rohstoffpreisen bis zu den Kapazitäten der Komponentenhersteller. Gleichzeitig werden neue Anwendungen die Nachfrage nach MLCCs in den nächsten Jahren weiter steigen lassen. Die Beschaffung von MLCCs kann nicht mehr als gewöhnlicher Bauteilkauf angesehen werden. Da es wahrscheinlich weiterhin zu Engpässen kommen wird, ist es für OEMs ratsam, strategische Pläne und Partnerschaften zu entwickeln, um sicherzustellen, dass eine Komponente, die nur ein paar Cent kostet, nicht die Produktion eines kritischen Endprodukts aufhält.

Referenzen:

1 – https://www.grandviewresearch.com/industry-analysis/multi-layer-ceramic-capacitor-mlcc-market

2 – https://www.doeeet.com/content/eee-components/rising-price-of-palladium-could-impact-high-reliability-mlcc-markets-in-2020/

3 – https://www.metalsfocus.com/

4 – https://www.forbes.com/sites/timtreadgold/2021/01/14/nickel-soars-and-could-keep-flying-as-demand-rises-and-supply-falls/?sh=6a76009f75ba

5 – http://www.semimedia.cc/?p=8734