电容器是一种具有储存电荷、隔离直流信号、传递交流信号功能的电子元件，是电子设备中不可缺少的主要元件之一。电容器种类众多，包括铝/钽电解电容器、陶瓷电容器（MLCC）、薄膜电容器、硅电容器（Silicon capacitors）等。

与MLCC相比，硅电容器有什么优点

图硅电容器，来源：村田

硅电容器是利用半导体工艺制作的电容器，电介质材料使用硅的氧化物和氮化物。其具有高可靠性、高稳定性、耐高温、高频、嵌入式、超薄性等优点，在施加电压和温度变化时，电容量能保持稳定，由于不具有压电效应，所以电压发生变化不会引发啸叫。

1、硅电容器的分类

①按内部结构分类

硅电容器按内部结构可以分为平面型和沟槽型两类。平面型的形状简单，易于生产，且电介质和电极均匀，因此适合高耐压产品。沟槽型由于衬底上带有沟槽，所以电极和电介质的表面积更大。相比平面型，可以获得更大的电容量。

与MLCC相比，硅电容器有什么优点

图源：ROHM

②按产品安装方法分类

硅电容器的安装方法有焊接安装和引线键合安装两种。焊接安装产品适合高密度安装，而引线键合安装产品则适合与IC等其他元器件一体化封装的应用。

与MLCC相比，硅电容器有什么优点

图源：ROHM

2、硅电容器与MLCC的区别

与MLCC相比，硅电容器有什么优点

图硅电容器与MLCC对比，来源：ROHM

①DC偏置特性

由于硅电容器使用无极分子电介质材料，因此电容随DC偏置而发生的变化非常小。多层陶瓷电容器（MLCC）虽然温度补偿型产品具有和硅电容器同样的特性，但高介电常数型产品的电容量则会因施加电压而大幅下降。因此，使用高介电常数MLCC时，在设计阶段就需要考虑电压施加所引起的电容量下降问题。

与MLCC相比，硅电容器有什么优点

图硅电容器和MLCC C0G、MLCC X7R的DC偏置特性对比，来源：ROHM

②温度特性

由于硅电容器使用无极分子电介质材料，因此电容随温度而发生的变化非常小。此外，与普通的MLCC相比，硅电容器的应用温度范围更宽，在更高温度环境下，其电容量也非常稳定。多层陶瓷电容器（MLCC）虽然温度补偿型产品具有和硅电容器同样的特性，但高介电常数型产品的电容量则会因温度变化而发生显著变化。因此，使用高介电常数MLCC时，在设计阶段就需要考虑温度所引起的电容量变化情况。

与MLCC相比，硅电容器有什么优点

图硅电容器和MLCC C0G、MLCC X7R的温度特性对比，来源：ROHM

③啸叫

啸叫多发现于产品最终评估阶段，因此经常出现在应用产品即将推出之际需要紧急采取应对措施的状况，由此可能带来巨大的损失。

与MLCC相比，硅电容器有什么优点

图源：ROHM

由于陶瓷电容器属于压电元件，因此在电压发生变化时，陶瓷电容器会前后左右振动，陶瓷电容器本身和（或）电路板就会产生谐振，从而形成啸叫。

而硅电容器不具有压电效应，因此，产品本身不会因电压变化而产生谐振，无啸叫问题。

④产品高度

硅电容器通过利用薄膜半导体技术，可形成平面结构或沟槽结构，可以有效降低产品高度。比如，0402尺寸（L：0.4mm×W：0.2mm）的产品可以将高度H控制在0.1mm以内。而多层陶瓷电容器（MLCC）为了提升电容量是将印刷有内电极的陶瓷膜片叠压在一起的，所以很难降低产品的高度。

与MLCC相比，硅电容器有什么优点

图源：ROHM

⑤安装时的贴片立碑现象（曼哈顿现象、立碑现象）

安装时出现的贴片立碑现象，通常也被称为“曼哈顿现象”或“立碑现象”。造成这种现象的原因有很多，如焊料量偏差、焊料熔融时间偏差、安装时产品位置偏移等。

与MLCC相比，硅电容器有什么优点

图硅电容器：底面电极结构，来源：ROHM

由于硅电容器采用的是底面电极结构，侧面无电极，产品在水平方向不会产生拉力，所以结构上可以有效避免回流焊导致的贴片立碑现象。而多层陶瓷电容器（MLCC）因为采用的是多层电极结构，产品侧面有电极，因此会产生水平方向的拉力，此时，由于前述原因，就有可能产生回流焊引发的贴片立碑现象。

与MLCC相比，硅电容器有什么优点

图 MLCC：多层电极结构，来源：ROHM

3、硅电容器的应用

由于其稳定的温度特性和出色的可靠性，以及更小的尺寸和更高的性能，硅电容器的应用越来越广泛，在智能手机、可穿戴终端、高速大容量通信设备、工业设备、车载设备（LiDAR）、光通信、医疗等领域具有广泛的应用前景，根据ROHM预测，硅电容器的市场规模将在2030年增长至3000亿日元（折合人民币约138亿），约达到2022年规模的1.5倍。硅电容器的代表企业有村田Murata（法国生产）、罗姆ROHM等。

资料来源：罗姆、村田官网

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