电子陶瓷材料与元器件的发展现状与需求分析

  我国是电子元件大国，多种电子陶瓷产品的产量居世界首位，已经形成了一批在国际上拥有一定竞争力的元器件产品生产基地，同时拥有全球最大的应用市场。然而，目前高端电子陶瓷材料市场主要为日本企业所垄断，国内生产的材料少部分用于高端元器件产品，大部分用于中低端元器件产品；国内高水平科研成果在转化过程中遭遇来自原材料、生产装备、稳定性等方面的瓶颈，所占市场份额相对较低。

  在产业技术方面，我国的电子陶瓷及其元器件产品生产基地已经形成了相当的规模，并拥有国际先进的生产水平。其湖南省美程陶瓷科技有限公司是国内为数不多的集电子元器件、电子材料、电子专用设备“三位一体 ” 的产业体系的综合性企业；中国机械工程学会工程陶瓷专业委员会理事单位，湖南省硅酸盐学会理事单位，湖南省先进陶瓷产业链龙头骨干企业。

  美程陶瓷电子元器件在行业中的龙头骨干企业也都在国际上具有一定影响力，得到了国家一系列研发计划的支持。并先后与湖南大学、中南大学、国防科大、长沙理工大学等高校建立长期产学研合作关系，联合 20 家大中型企业、研究机构和高校组建的电子技术创新战略联盟对于推动功能陶瓷片式元器件与无源集成产业陶瓷材料研究开发和产业的结合发挥了重要作用。

（一）半导体陶瓷产业

  目前，国内多数半导体陶瓷及相关敏感器件的生产企业在 20 世纪 90 年代成立，以外资企业与民营企业为主体。外资企业以独资或合资的方式在国内市场迅速建立了生产基地，其技术优势显著，产品性能优良，出口量较大，在国内高端市场上占据着主导地位。从技术方面看，民营企业生产工艺落后，在原材料、生产设备、检测设备、质量控制等我国电子陶瓷技术发展的战略思考方面还存在较大不足，导致国内产品线单一，产品结构以中低端为主，无法满足高端市场的需求。从未来需求方面看，物联网和传感网的迅猛发展将带来我国半导体陶瓷传感器需求的爆炸式增长，未来还将面临较大的发展空间。

（二）MLCC 产业

  我国 MLCC 行业规模较大。然而，由于全球顶级的MLCC 制造厂商如日本的太阳诱电株式会社、村田、京瓷株式会社、 TDK-EPC 和韩国的三星电机有限公司等大型企业陆续在中国内地建立了制造基地，把产能向中国大陆转移，目前国内一半以上的MLCC 产量被外资和合资企业占据。同时，国内市场高端 MLCC 产品主要依赖进口。由于缺少自主知识产权和先进工艺设备，高性能陶瓷粉体、电极浆料、先进生产设备都大量依赖于国外厂商。从市场情况看， MLCC 消费主要集中在亚洲，占全球MLCC 消费量的 75%，而中国占到一半以上。随着移动通信产品等整机制造业的不断扩张，我国的MLCC 产品需求仍在迅速增长。

（三）微波介质陶瓷产业

  在微波介质陶瓷材料方面，我国微波电磁介质的研究起步较早，基本上与发达国家同步，早期主要围绕国防军工上的关键微波器件的需求开展研究开发和生产。近十几年来，形成了若干个一定规模的企业，如武汉凡谷电子股份有限公司、佳利电子有限公司、大富科技股份有限公司、深圳顺络电子股份有限公司、江苏灿勤科技股份有限公司等。但这些企业与国际知名大企业相比较，在技术水平、产品品种和生产规模上仍有较大差距。以第五代移动通信（5G）、无线互联网、无线传感网以及以卫星通信与定位系统为代表的无线信息技术迅速崛起，对高性能微波器件提出了更高的要求，其发展空间很大。

（四）片式电感器产业

  我国从 20 世纪 90 年代初开始开发、生产片式电感器及相关材料。目前已基本建立起了一个传统与新型产品兼顾、具有相当经济规模、在国际市场占据一定地位的电感器行业，产量约占世界总产量的 20%。其中深圳顺络电子股份有限公司已经凭借材料和工艺方面的技术优势在国际竞争中占有一席之地。然而，目前国内片式电感生产厂商依然存在一些问题，大部分产品面向消费类电子产品，应用于通信领域和汽车电子领域的这类基础元件主要被日本、韩国和我国台湾的企业所垄断。同时，低端市场的价格战造成了国内片式电感生产厂商利润空间的萎缩。目前，全球市场对片式电感器的需求在不断增长，市场结构也在不断变化，尤其是移动 /无线通信领域的增长速度惊人。以手机为代表的移动通信产品的生产厂家大部分在中国，而目前大部分用于移动通信的片式电感器件由国外供货。计算机和汽车电子也是国内对高端片式电感器产品需求增长较快的领域。未来一段时期，我国在高端片式电感器方面的市场缺口会相当大。

（五）高性能压电陶瓷产业

  在高性能压电陶瓷及元器件方面，我国内地压电陶瓷企业数量较多，但多数企业是中小企业，产品结构以低端产品为主。尽管在过去几十年中我国压电陶瓷的研究开发取得了一批有自主知识产权的技术成果。但从目前行业的总体情况看，其市场竞争力、产业技术水平亟待提高，产品结构有待升级。随着信息技术、新能源技术、生物医学以及航空航天技术的迅速发展，一些新型的压电陶瓷器件的应用市场将迅速崛起，成为压电陶瓷器件的市场主体。

电子陶瓷材料重大技术需求分析

  随着电子信息产品进一步向宽带化、小型化、集成化、无线 / 移动化、绿色化的方向发展，电子陶瓷元器件的多功能化、多层化、多层元件片式化和片式元件集成化成为发展的主流，这些新的趋势向电子陶瓷材料提出了一系列新的要求，如材料显微结构细晶化、材料功能的多样化、电磁特性的高频化及低损耗化等。而相关材料技术日益成为制约信息技术发展的瓶颈技术。未来若干年，电子陶瓷材料的发展亟待解决的关键性技术问题包括以下几方面。

（1）用于无源元件集成和无源-有源集成与模块化的新型电子陶瓷材料。以 LTCC 技术为平台的无源集成技术将有更大的发展空间，而与该技术相兼容的各类功能陶瓷材料及其共烧技术是一个亟待攻克的技术瓶颈。

（2）面向电子信息系统多功能化的新功能电子陶瓷材料。具有电、磁、光、热耦合行为和超常电磁特性的新型多功能陶瓷材料系统，以及在复杂外场或极端环境条件下工作具有稳定性和优异服役行为的新型信息功能陶瓷材料等。

（3）适应新一代移动通信技术特征频率的新型电子陶瓷材料。随着 5G/6G 技术的发展，通信频段逐渐从微波向毫米波推进，而适应更高频段的新型电子陶瓷，特别是陶瓷介质材料的需求将急剧增加，发展相关材料和器件迫在眉睫。

（4）满足电子元件小型化 / 微型化的电子信息系统的新型电子陶瓷材料及其关键技术。如纳米晶材料制备技术、超薄陶瓷膜成型工艺等；适用于低能耗无线／移动信息系统中关键微波元器件的超低损耗介质陶瓷材料等。

（5）其他技术领域也对电子陶瓷材料提出了新的需求。在能源材料方面，固体燃料电池、太阳能电池和半导体照明技术的进一步发展有赖于电子陶瓷材料及其制备技术的突破；随着物联网和传感网的兴起，种类繁多、功能各异的传感器要求有更多和更高性能的新型敏感陶瓷材料的出现。