台灣新高科技產業＜超高電容＞即將問世

近年來電子產品發展趨勢為電子線路往高功率低耗能，且需能承受在高運算速率的環境內正常運作，加上目前CPU等半導體元件的趨動電壓降至1.1V以下，但電子線路上之電流則達到140Arms以上，使得電容器需往高頻但低阻抗之特性來保護CPU。

在2001年底至2002年初，電腦主機板逐漸發生液態鋁質電解電容器爆漿情形發生，除了台系廠商的液態鋁質電解電容器發生爆漿，連日系廠商所生產的液態鋁質電容也發生爆漿事件，因此遭到DELL、IBM等PC廠的禁用及賠償，也突顯出液態鋁質電容的特性並無法符合目前PC產品在高速運算之要求。在2005年，Intel建議在775平臺的主機板上，要求採用固態電容，以解決液態鋁質電容爆漿情形，再加上Microsoft的Vista作業系統所造成的換機潮，使得固態電容產生供不應求的情形。

電容器為一種儲電元件，正負電極板藉由一絕緣性薄膜(稱介電層)隔開，當電解電容器在外部電路接通的情況下，正負極的電荷因電性相吸而在介電層表面積聚，達到儲電的功能。電解電容器的介電層為金屬氧化物，藉由電化學的氧化方式，將金屬箔片放於電解液中並通電，即可達到介電層的功能。

籍由陰陽離子流動而導電的液態電解質之導電度遠不及電子傳導的導電性物質，如半導體及導電性高分子，另外，在液態電解質的穩定度方面，也不如導電性高分子等固態導電性物質，尤其現在的電子產品，功能益發強大，在高速運轉及高溫的工作環境下，對於電解電容器高頻低阻抗及高電流的嚴苛要求，已逐漸超越液態鋁質電容所能提供的功能，這些因素促使固態電解電容器的發展。

表一、低阻抗鋁電解電容器之特性分析

　   　   導電高分子鋁固態電容器

低阻抗高水系鋁電解電容器

電解質特性 成分 導電高分子(固態) 高水系電解液(液態)

 儲能機制 電子傳導 離子之偶極矩

 導電度 1~100 S/cm(電子導電度) 35~60mS/cm(離子導電度)

 熱安定性 ＞260℃(不分解) 液態有蒸氣壓問題

 與氧化鋁介電皮膜之相容性 與氧化鋁相容性高，不會破壞氧化鋁介電皮膜 儲放時易與氧化鋁進行水合作用，而破壞氧化鋁介電皮膜，易產生液漏

資料來源：康和整理

貳、各類電容器特性比較

目前電容器種類繁多，有單層陶瓷電容(SLCC)、積層陶瓷電容(MLCC)、鋁質電解電容、鉭質電容、塑膠薄膜電容等，其中MLCC及鋁質電解電容為目前最主要使用的兩種電容器，主要的原因是鋁質電解電容器與MLCC相較於其他電容器而言，其優點為單位電容值成本較低且易於製造高容值產品，目前產值分別佔電容器總產值的42%及30%。而鉭質電容及塑膠電容分別因為環保問題、單價過高及微小化的限制，目前鉭質電容器及塑膠電容的產值比重較低，分別佔12%及10%。

鋁質電解電容器與MLCC雖然單位電容值成本較低且易於製造高容值產品，缺點則是傳統液態鋁質電解電容溫度穩定性不佳，壽命短，且會有電解液滲漏問題。此外，傳統鉭電解電容採用二氧化錳作為陰極材料，除了由於電壓問題容易出現燃燒的危險之外，更因為環保問題使得未來市場大幅受限，因此，在高科技電子產品需求增加，對電子元件品質、耐熱性及穩定性要求更高下，部分電容器在物理特性的限制及環保意識抬頭下，已逐漸被固態電容器所取代，近幾年固態電容更以每年20%的幅度成長。

資料來源：康和整理

液態電解電容器的壽命決定於電解液乾涸，溫度每降10℃，壽命增倍，在正常的標準工作溫度為105℃，使用壽命約3000小時，若於75℃下操作，使用壽命可拉長到24000小時，約2.7年。固態電解電容器無電解液乾涸之虞，因此壽命長，若溫度每降20℃，壽命增加10倍，在正常的標準工作溫度為105℃，使用壽命約2000小時，若於75℃下操作，使用壽命可拉長到63245小時，約7.2年。

資料來源：康和整理

參、全球鋁質電解電容&固態電容產值

依據富士Chimera總研及IEK資料顯示，06年鋁質電解電容產值56.93億美元，YoY+7.62%，而固態電容產值雖只有7.5億美元，但YoY+36.36%，預估07年鋁質電解電容產值58.29億美元，YoY+2.39%，而固態電容產值雖只有9.4億美元，但YoY+25.33%，可看出鋁質電解電容為一成熟產業，成長平緩，預期未來固態電容將逐漸取代鋁質電解電容。

資料來源：富士Chimera總研，IEK提供，康和整理

在供給方面，隨著日本及台灣業者擴充產能的情況下，06年全球固態電容月產能預估已達將近1.1億顆，產能利用率逼近滿載，預估07年底月產能將達2.254億顆，由目前供給量與出貨量來看，目前仍處於供不應求的情況，且此供不求的的情況即使到07’2H產能持續開出後仍未獲明顯紓解，主要原因除了固態電容將逐漸取代鋁質電解電容外，Vista的換機需求及07’2H的LCD TV出貨旺季，都將使固態電容需求成長。

資料來源：康和整理

肆、鋁電解電容器&固態電容需求

全球鋁電解電容器有半數應用於用電量較大的消費性電子產品(電視、日光燈、音響、洗衣機、冷氣、DVD、數位相機….等)，工業應用亦佔約1/4，其餘資訊(PC、SPS、LCD).通訊應用約佔兩成，部份亦用於汽車等。

資料來源： IEK提供，康和整理

固態電容器主要用於高階產品中，溫度較高地方，例如主機板CPU週邊、LCD TV燈管附近、伺服器、VGA 卡、遊戲機等，以目前各產品需要固態電容顆數來看，主機板CPU周邊，單核心需要8-10顆、雙核心需要10-12顆，LCD TV方面，解析度1080 X760需要6-10顆，解析度1080X1960需要30-40顆，IPC需要10-11顆，VGA需要2-6顆。過去不曾使用固態電容AMD，在新的產品AM2亦開始採用固態電容，再加上繪圖卡、PS3、及LCD TV需求帶動之下，2006年固態電容年成長將可達36%，2007年則因基期墊高，成長幅度不如2006 年驚人，但預期仍有25%左右快速成長。

資料來源：康和整理

由於固態電容電器特性較佳，在串聯的電路設計中，可以取代3-5顆傳統鋁質電解電容。固態電容介電材料「EDT」，目前全球專利為德國拜耳公司所擁有，專利期限要到2008年才會開放，即使目前日系廠商在技術上已有所突破，能具備自行生產EDT的能力，但礙於專利權仍無法自行生產，故全球所有生產固態電容廠商，不論日系還是台系，都要向德國拜耳公司購買，而目前EDT約佔固態電容生產成本4-6成，因此在生產上的主要原料成本無法降下來，使固態電容售價較一般鋁質電解電容高出8~10倍。

由於日系廠商產能有限，自行生產低價一般品已經沒有效益。因此，大部分日系廠已經將低價一般品委由海外其他廠商生產，廠內儘可能生產高附加價值的產品，以為追求最大利益。在技術上，台系廠商與中國國營企業大都聘請從日系廠商退休的技術或管理人員為顧問，協助開發新產品與提升量產品質，以拉近與日系廠商的差距。

資料來源：康和整理