硅電容系列二：硅電容主要廠家 – 村田

村田是目前全球量產(chǎn)硅電容的領(lǐng)先企業(yè)，其在2016年收購了法國IPDiA頭部硅電容器公司，并于2023年6月宣布投資約100億日元將硅電容產(chǎn)能提升兩倍。

以下內(nèi)容主要來自村田官網(wǎng)信息整理，村田高密度硅電容器采用半導(dǎo)體MOS工藝開發(fā)，并使用3D結(jié)構(gòu)來大幅增加電極表面，因此在給定的占位面積內(nèi)增加了靜電容量。村田的硅技術(shù)以嵌入非結(jié)晶基板的單片結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)（單層MIM和多層MIM—MIM是指金屬 / 絕緣體 / 金屬）

村田硅電容采用先進(jìn)3D拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在100um內(nèi)，使開發(fā)的有效靜電容量面積相當(dāng)于80個陶瓷層（可視需求提供更低值）。由于使用非常線性和低色散的電介質(zhì)，小型化、靜電容量值和電氣性能實現(xiàn)了優(yōu)化

村田的硅電容器與半導(dǎo)體MOS工藝源自相同的DNA，具有以經(jīng)過驗證的一致性數(shù)據(jù)建立的全模塊默認(rèn)模型，因此提供了可預(yù)測、極為可靠的性能。相較于其他電容器技術(shù)，村田的硅電容器技術(shù)在可靠性方面提高了10倍，這主要得益于在高溫固化過程中生成的氧化物。此外，所有的電氣測試都在生產(chǎn)步驟結(jié)束時完成，這就避免了早期故障

村田硅電容與MLCC對比

當(dāng)前村田在幾個典型領(lǐng)域都有對應(yīng)產(chǎn)品，以下為官網(wǎng)硅電容選型列表，可以看到村田硅電容根據(jù)連接方式，厚度，溫度，ESL等特性做了分類，和MLCC形成了較好的互補，硅電容用來覆蓋汽車、寬帶通信、RF功率放大、醫(yī)療、RFID等領(lǐng)域，同時村田的硅電容很多可以通過IPD的形成，可以在這些特殊領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)很好的利潤，在21年之前硅電容還是較多的在軍工和航天中應(yīng)用，21年之后在民用領(lǐng)域，受益于高穩(wěn)定性，小尺寸，易結(jié)合先進(jìn)封裝等優(yōu)勢市場也在逐步擴(kuò)大。

典型應(yīng)用：汽車領(lǐng)域

當(dāng)前問題：放置在“引擎蓋”下的傳感器要求尺寸小，穩(wěn)定性高，可靠性高，溫度范圍大（當(dāng)前150°不一定夠用）

硅電容解決方式：采用硅電容，通過PICS（Passive integration Connective Substrate）方式裝配傳感器中，此處硅電容采用了氧化物/氮化物/氧化物電介質(zhì)疊層和多晶硅頂部電極，電容密度為100nF/mm2，額定電壓為16V，擊穿電壓為30V，漏電流在工作電壓和室溫下小于0.5 nA，ESR<100mΩ，ESL<250pH，工作溫度為-55°C~200°C。

總體來說，村田本身作為電容大廠，MLCC已經(jīng)在市場上占據(jù)了較多的份額，硅電容部分作為針對特定領(lǐng)域的產(chǎn)品出現(xiàn)，目前還是作為MLCC的補充，因此，我們看到，目前村田的硅電容還是以高耐壓，高溫，高穩(wěn)定度，較低電容值，和MLCC形成較好的補充，如前面介紹，硅電容也可以走低壓大容值路線，這個部分可以替代一些高端MLCC。

審核編輯 黃宇