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高端元件商机显现 材料工艺是突破口
时间:2006年10月31日14:26 我来说两句  

 
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来源:中国电子报

  ■清华大学材料科学与工程系教授 周济

   无源电子元件是一大类重要的电子信息产品。无源元件与有源器件(集成电路等半导体产品)共同构成电路的核心部分,是各类电子信息产品的基础。在新型电子产品中,集成电路和无源元件占全部电子元器件及零部件的生产总成本的46.1%和9.1%,而在总安装成本中却分别占12.7%和55.1%,甚至某些片式元件的管理和安装成本已经超过其价格。
不难看出,无源电子元件已经成为制约整机进一步向小型化、集成化发展的瓶颈。

  高端元件及关键材料亟待突破

  电子元件及其组件制造业是电子元器件行业的主要组成部分,也是电子信息产业的支撑产业。电子设备一般都是由基本的电子元件构成的,从日常生活中的电脑、电视、PDA、手机、DVD等电子产品到载人航天飞船、先进武器的尖端技术,电子元件无处不在。电容器、电阻器、电感器、变压器、滤波器、天线等无源元件都是电子产品中必不可少的基础元件,在日常生活和国家战略中均发挥着重要的作用。电子元件及其组件属于电子信息产业的中间产品,介于电子整机行业和原材料行业之间,其发展的快慢、所达到的技术水平和生产规模,不仅直接影响着整个电子信息产业的发展,而且对发展信息技术,改造传统产业,提高现代化装备水平,促进科技进步都具有重要意义。

  随着电子信息整机产品制造的规模化,其对上游产品的配套能力要求日益强烈,电子元器件制造业作为基础产业的重要地位日益明显。目前,我国电子信息产业处于高速增长时期,一方面,新一代电子整机产品市场规模迅速扩张,急需各种电子元器件产品,尤其是新型电子元器件为之配套;另一方面,随着电子整机产品向数字化、信息化方向发展,电子元器件在电子整机产品中所占的比重日益增加,电子整机产品对电子元器件的依存度也越来越大。

  从产量上看,我国的多种无源元件产品,如电容器、电阻器、磁性元件等在世界上均名列前茅。但从销售额来看,这些产品都不占世界首位,这说明高档产品还有一定差距。如何将我国从电子元件大国变为电子元件强国,一直是我国政府、产业界和科技工作者长期探索、努力解决的一个问题。

  目前我国电子元器件市场的供需矛盾仍然比较明显,突出表现为产品供给与整机需求之间的脱节。一方面,我国很多领域的电子元器件产品产量位居世界前列,并大量出口;而另一方面,我国也是全球最主要的电子元器件产品进口国之一。形成这种局面的原因主要在于,国产电子元器件产品主要集中在技术含量较小的中低端领域,因此大量新型电子元器件依靠进口,同时,价格、渠道、服务因素也在很大程度上影响了我国电子元器件产品稳定进入整机配套体系。以用量最大的一类电子元件——多层陶瓷电容器(MLCC)为例,我国电子元件市场对MLCC进口产品的依赖性逐渐增强。从电感类产品的情况看,目前我国的片式电感生产总和只占全球的不足5%,与我国每年占全球约30%左右的片式电感用量严重不成比例,且主要应用于一些中低档次的电子产品中,几乎所有的领先性电子产品(如移动通信)中所采用的这类基础元件基本上完全被日本、韩国和我国台湾的企业所垄断。

  无源元件升级换代面临机遇

  近年来电子元件产品进入了一个迅速升级换代的时期。其突出表现是插装向表面组装、模拟化向数字化、固定式向移动式、分离式向集成化转变。从技术上看,无源电子元件的多层化、多层元件片式化、片式元件集成化和多功能化成为发展的主要方向。基于多层陶瓷技术(MLC)和低温共烧陶瓷技术(LTCC)的新一代电子元件已成为电子元件的主流,而集成化则是电子元件的主要发展方向。新一代电子元件与无源技术的发展正在成为高技术发展的制高点和产业生长点。

  此外,在国际化的趋势下,国际电子制造产业中心向中国转移,将对中国的电子元件产业产生巨大的拉动。电子元件采购的本土化将成为大势所趋。未来5年-10年,我国的电子元件市场将出现高速增长。

  电子元件产业的主要利润点在于新一代高端产品。片式电子元件的全面升级换代,无源集成技术的迅速崛起,为我国有关企业提供了一系列实现跨越式发展的技术切入点。通过国家大项目的牵引,组织产学研联合的研发队伍,从材料、制程和设计方面全方位的研究开发,将有望使我国电子元件产业站在高起点上参与国际竞争。

  在电子元件升级换代速度加快、无源集成产业刚刚兴起以及国际性的产业转移之时,抓住机遇,投入力量,研究开发具有自主知识产权的新一代电子元件及无源集成材料系统、模块设计及制程工艺,对我国信息技术的长期发展将是十分必要的。

  材料工艺元件一个不能少

    我国无源元件及其关键材料研究的总体思路是:以发展新型高端元件为牵引,以关键材料为突破口,以提升生产工艺技术为着眼点,将“材料研究-工艺开发-元件生产”相结合。在“十五”有关项目的研究基础上,进一步组织力量,通过产学研相结合,发展新型材料,突破关键技术,形成自主知识产权,全面提升我国电子元件产业的产品结构和技术水平。

  重点发展方向为:针对无源电子元件高端产品和无源集成的关键技术问题,重点研究开发以下内容:(1)能促进量大面广的无源元件产品升级换代的核心材料;(2)具有共性的关键元件工艺技术;(3)高附加值的高端集成模块产品。

  总体目标是:形成我国在无源元件高端产品和无源集成技术方面的自主知识产权;发展出一系列技术指标居国际先进水平的新型材料、元件和模块及其制程工艺;研制并生产出集成度20以上的无源集成模块;形成5-10个具有国际先进水平的片式电子元件成果转化基地及产业链,其总生产规模达到年产数百亿只无源元件;建立无源集成标准体系和测试平台。争取在“十一五”末,使我国若干种新一代电子元件产业规模及水平居世界前列,推动我国从电子元件大国走向电子元件强国。为我国3G移动通信、数字电视、载人航天工程等重大计划的实施提供元件基础。

  研究内容包括:

  (1)若干重要电子元件的关键材料与相关元件研究:以推动重要元件产品的升级换代和发展新型高端元件产品为目标,探索具有高性能的电子陶瓷和相关材料,为全面实现我国基础电子元件的升级换代提供材料基础。包括高性能介电陶瓷材料及相关元件、高性能软磁铁氧体材料及相关元件、高性能微波陶瓷介质材料、高性能压电陶瓷材料及高性能敏感陶瓷材料。

  (2)无源元件工艺中的共性技术研究:面向无源元件的小型化工艺的要求,开展对MLCC技术的关键工艺环节研究和开发,研究内容包括陶瓷前驱体粉料的超细加工制备工艺(粉体粒度<100nm)、高稳定低粘度流延浆料技术、精密流延技术、精密印刷技术、纳米-亚微米晶陶瓷烧结技术、高精度封端技术、精密无铅三层电镀技术等。

  (3)无源集成关键材料与技术:以实现LTCC材料国产化为目标,发展新一代低温共烧陶瓷材料系统;发展基于LTCC技术的各种模块,突破其关键技术;围绕无源集成产业发展的迫切需要解决的一些配套技术,包括高集成度无源集成模块的模拟、仿真与设计方法、无源集成模块与新型微波元件的测试技术以及无源集成技术标准的研究与制定。

(责任编辑:十一点五十九)


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