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尺寸小于米粒的万分之一。
以小小的力量支撑世界,
开拓宇宙

我们日常生活中使用的智能手机、电脑、家电产品以及汽车等设备“能运行是理所当然的”。但实际上,您知道吗?要实现这种“理所当然”并非易事。要稳定运行、发挥与设计一致的性能——而支撑这些的,正是尺寸大概只有米粒万分之一大小、被称为“电容器”的元件。我们采访了负责电容器商品技术的山口先生和负责开发的平井先生,聆听他们讲述了小小电容器所能实现的宏大未来,以及他们对“Small is Dynamic.”倾注的想法。

陶瓷电容器事业本部 销售推进统括部的山口先生(左图)和该事业本部 技术开发统括部的平井先生(右图)。

确保电气产品正常运行的
“幕后功臣”

――电容器这种元件有什么作用呢?

山口:这本来是一种用于收音机的元件,起到临时储存、释放电力的作用。事实上,流经电气产品的电流并不稳定。由于电压时常会发生波动和产生噪声,在这种状态下,即使直接通电,电子电路也无法正常工作。因此电容器通过遏制电压起伏、消除噪声、按频率进一步分离信号的方式,起到“调整电流状态”的作用,从而确保电气产品能够正常运行。

平井:自收音机之后,随着电视机、电脑、移动电话、智能手机的进化,这些电气产品中嵌入的半导体等元件也在不断增加,性能也日益提升。与此同时,电气产品所需的电容器数量也在增加,移动电话中约有250个,电脑中约有750个,而智能手机高阶机型中甚至有多达约1,800个!这个数量占据了设备内嵌入的全部元件的大部分。我觉得如今的高性能电子设备是一个“电容器的集合体”,电容器已成为我们生活中不可或缺的存在。

――电容器本身经历了怎样的进化?

平井:简而言之,就是高电压化与大容量化。为了使设备内部嵌入的众多高性能元件能稳定运行,就需要增加电容器的蓄电容量,并能覆盖高电压与宽广的频率范围。另一方面,我们使用的智能手机的处理速度在不断提升,功能日趋复杂,电池续航也持续优化,但其尺寸几乎未曾改变。换言之,也需要同步推进电容器的“小型化”。

山口:对的。但实现小型化后,可储存的电量便会减少。小型化与大容量化本是相互矛盾的,因此要兼顾二者非常困难,而“多层陶瓷电容器(以下简称MLCC)”恰恰实现了这一目标。MLCC通过在陶瓷膜片上印刷电极浆料,并将其堆叠数百层形成千层酥似的结构,从而在小型化的同时实现了大容量与高性能。

通过精细堆叠多层以实现大容量的MLCC。
甚至还有超过1,000层的堆叠!

轻轻便能吹飞的微小元件,
承载着宇宙开发与健康领域的
远大希望

――电容器方面的“Small is Dynamic.”是什么?

山口:本公司在2024年9月开发出的村田初创(*1)微小MLCC正是“Small”的体现。其尺寸为0.16mm×0.08mm,不足米粒的万分之一,单边长度仅如发丝粗细。达到这种尺寸的元件,其重量之轻,甚至会被鼻息吹走,导致基板贴装本身变得非常困难。为此,针对已实现量产的MLCC,本公司与贴装机制造商联合开发了专用的基板贴装工艺。坦白说,如此之小的元件竟能被准确定位并贴装,连我自己都感到惊叹。
*1 根据2024年9月18日本公司调查。

平井:另一方面,“Dynamic”或许就体现在本公司的电容器已被应用于人造卫星、H3火箭等在航天领域大展身手的电子设备中。可以说,无论是什么元件,当用于汽车等性命攸关的产品上时,都会要求元件具备非常高水平的品质与性能。因为不工作、无响应等故障很可能会引发重大事故。尤其是在宇宙中,设备不仅暴露在与地球截然不同的环境里,还难以更换。正因如此,电容器要求具备能长期稳定使用的品质,以及在恶劣环境下依然可长久使用的耐久性。我们的元件规格因为能够满足要求的条件而备受好评,并为宇宙开发贡献出一臂之力,对此我们深感自豪。

山口:特别是MLCC,它是本公司在全球市场份额中位居前列的产品(*2)。就算说全球多类产品中使用的电容器“每3个就有1个产自本公司”也毫不为过,该产品至今累计的销售量已超过20万亿个!产品虽小,本公司供应的产品总量排列起来,大概是能在地球与月球之间往返40次。实事求是地说,本公司的电容器已被应用于几乎全部日常电子设备中。它就像是一个“幕后功臣”,虽然平常鲜少有人会察觉到它,但世界各地的人们都在使用村田制作所的电容器——我认为这也是“Dynamic”的其中一面。

*2:全球市场份额40%(基于2025年3月31日的数据)

――今后希望通过电容器实现怎样的未来?

山口:今后如果电容器能进一步小型化,也许能作为微型电子设备植入人体等,从而能够在健康领域也为社会做出贡献。此外,我们还希望尝试探索可用于量子计算机电子元件的产品,这种计算机要在接近绝对零度的极低温环境下才能运行。我们的电容器,未来将搭载在那些能为我们的生活带来巨变的电子设备中,对此,我感到无比振奋。

平井:就健康领域而言,我认为电容器的进一步小型化,将有望助力催生出前所未有的可穿戴设备。此外,随着生成式AI的飞速发展,也许会有更高性能的电子设备问世。我想,正因为是小小的元件,所以才蕴含着很大的潜力,有可能推动实现一个前所未见的未来社会吧!