Starptautiskās elektroniskās keramikas nozares tehnoloģijas pašreizējais statuss un tendences

No globālās elektroniskās keramikas nozares tehniskā līmeņa Japāna un Amerikas Savienotās Valstis ir vadošajā situācijā pasaulē. Starp tiem Japānai ar savu superapērisko ražošanu un uzlaboto sagatavošanas tehnoloģiju ir dominējošā pozīcija pasaules elektroniskās keramikas tirgū, kas veido vairāk nekā 50% no pasaules elektroniskās keramikas tirgus. Amerikas Savienotajām Valstīm ir spēcīgs spēks pamatpētījumos un jaunā materiālā attīstībā, un tā pievērš uzmanību progresīvākajai produktu un pielietojumu tehnoloģijai militārajā jomā, piemēram, zemūdens akustisko, elektro-optisko, optoelektronikas, infrasarkanās tehnoloģijas un pusvadītāju iepakojumu Apvidū Turklāt uzmanība ir piesaistījusi straujo Dienvidkorejas attīstību elektroniskās keramikas jomā.

1. Daudzslāņu keramikas kondensatora (MLCC) rūpniecība

Galvenā elektroniskās keramikas pielietojuma zona ir pasīvas elektroniskās sastāvdaļas. MLCC ir viens no visizplatītākajiem pasīvajiem komponentiem, ko galvenokārt izmanto visa veida elektronisko mašīnu svārstību, savienošanas, filtru apvedceļa ķēdē, tā lietojumprogrammu laukos ietver automātisku instrumentāciju, digitālās sadzīves ierīces, automobiļu ierīces, komunikāciju, datoru un citas nozares. MLCC ieņem arvien nozīmīgāku pozīciju starptautiskajā elektronikas ražošanas nozarē, īpaši ar pieaugošo patēriņa elektronikas, komunikāciju, datoru, tīklu, automobiļu, rūpniecības un aizsardzības gala klientu pieprasījumu, pasaules tirgus sasniedz miljardiem dolāru, un tas pieaug ar likmi no 10% līdz 15% gadā. Kopš 2017. gada piedāvājuma un pieprasījuma dēļ MLCC produktiem ir palielinājies vairāki cenu pieaugumi.

Multilayer Ceramic Capacitors

Japāna ir galvenais MLCC ražotājs visā pasaulē, un Japānas Nurata, Kyocera, Taiyo Yuden, TDK-EPC, Dienvidkorejas Samsung Electric Co., Ltd. (SEMCO) un Ķīnas Taivānas Huaxin Technology Co., Ltd., Guoja Co., Ltd. ir pasaules slavenie MLCC ražotāji.

MLCC galvenā attīstības tendence ir miniaturizācija, liela ietilpība, plānais slānis, bāzes metalizācija un augsta uzticamība, starp kurām pēdējos gados visstraujāk ir izstrādājusi visstraujāk attīstījusies tehnoloģija, kas saistīta ar iekšējo elektrodu bāzes metalizāciju. Parastā metāla iekšējo elektrodu izmantošana ir visefektīvākais veids, kā samazināt MLCC izmaksas, un galvenā tehnoloģija, lai realizētu bāzes metalizāciju, ir augstas veiktspējas anti-redukcijas bārija titanāta porcelāna izstrāde. Japāna ir pabeigusi šīs tehnoloģijas attīstību 21. gadsimta sākumā, un tā ir palikusi par pasaules līderi, un tās lielās ietilpības MLCC ir panākusi bāzes metalizāciju. Lieluma miniaturizācija vienmēr ir bijusi galvenā tendence MLCC attīstībā. Arvien pieaugot elektronisko aprīkojuma izstrādei miniaturizācijas un pārnēsājamo virzienā, produktu modernizēšana ir ātra, un prasība pēc miniaturizētiem produktiem ir spēcīga, kā parādīts 1. attēlā. Apvidū Pašlaik Japānas uzņēmumi ir vadošajā situācijā pasaulē, un viņu ražoto MLCC vienslāņu biezums ir sasniedzis 1 µm, starp kuriem Murata un Sunlure Co., Ltd. pētniecības un attīstības līmenis ir sasniedzis 0,3. µm. Dielektrisko plānu slāņu pamats ir dielektrisko materiālu retināšana. Kamēr augstas ietilpības plānas slāņa MLCC komponentu vienotā slāņa biezums tiek pakāpeniski samazināts, lai nodrošinātu komponentu ticamību, bārija titanāts, jo MLCC keramikas barotnes galvenā kristāla fāze ir jāturpina uzlabot no 200 ~ 300 nM līdz 80 ~ 150nm. Turpmākā attīstības tendence ir pagatavot bārija titanāta materiālu ar daļiņu lielumu ≤ 150 nm kā MLCC dielektriskā slāņa galveno kristāla fāzes materiālu.

2. mikroshēmu induktora nozare

Čipu induktori ir vēl viens pasīvo elektronisko komponentu tips ar lielu daudzumu pieprasījumu, un tie ir tehnoloģiski sarežģītākie no trim pasīvo mikroshēmu komponentu kategorijām, un galvenais materiāls ir magnētiskā keramika (ferīts). Pašlaik kopējais mikroshēmu induktoru pieprasījums pasaulē ir aptuveni 1 triljons, un gada pieauguma temps ir vairāk nekā 10%. Izstrādājot un ražojot mikroshēmu induktorus, Japānas ražošanas izlaide veido apmēram 70% no pasaules kopsummas. Starp tiem TDK-EPC, Murata un Suntrap Co., Ltd. vienmēr ir apguvuši progresīvas tehnoloģijas šajā jomā. Saskaņā ar nozares izlūkošanas tīkla (IEK) statistiku Globālajā induktivitātes tirgū, TDK-EPC, Suntrap Co., Ltd., Un Murata trīs uzņēmumi kopā veido apmēram 60% no pasaules tirgus. Galvenās mikroshēmu induktoru attīstības tendences ir mazs izmērs, augsta induktivitāte, liela jauda, augsta frekvence, augsta stabilitāte un augsta precizitāte. Tehnoloģijas kodols ir mīkstais magnētiskais ferīts un vidējs materiāls ar zemas temperatūras saķepināšanas īpašībām.

3. augstas veiktspējas pjezoelektriskā keramikas nozare

Pjezoelektriskā keramika ir svarīgs enerģijas apmaiņas materiāls ar izcilām elektromehāniskajām savienošanas īpašībām. Tos plaši izmanto elektroniskajā informācijā, elektromehāniskajā enerģijas apmaiņā, automātiskajā vadībā, MEMS un biomedicīnas instrumentos. Lai izpildītu jaunās lietojumprogrammas prasības, pjezoelektriskās ierīces attīstās daudzslāņu, mikroshēmas un miniaturizācijas virzienā. Pēdējos gados ir izstrādāta dažas jaunas pjezoelektriskās ierīces, piemēram, daudzslāņu pjezoelektriskais transformators, daudzslāņu pjezoelektriskais draiveris un mikroshēmu pjezoelektriskās frekvences ierīce, un plaši izmanto elektromehāniskos un elektroniskos laukos.

Tajā pašā laikā, attiecībā uz jauniem materiāliem, bez svina pjezoelektriskās keramikas izstrāde ir veikusi lielisku izrāvienu, kas var likt bez svina pjezoelektriskām keramikām aizstāt svina cirkonātu titanātu (PZT), kas balstīta uz pjezoelektrisko keramiku daudzās laukos, un veicina uzlabošanu. zaļo elektronisko produktu. Turklāt sāk parādīties pjezoelektrisko materiālu piemērošana nākamās paaudzes enerģijas tehnoloģijās. Pēdējā desmitgadē, izstrādājot bezvadu un mazjaudas elektroniskas ierīces, mikroenerģijas ieguves tehnoloģijas izpēte un attīstība, izmantojot pjezoelektrisko keramiku, ir pievērsusi lielu uzmanību no valdībām, institūcijām un uzņēmumiem.

4. Mikrovāvas dielektriskās keramikas rūpniecība

Mikroviļņu dielektriskā keramika ir bezvadu sakaru ierīču stūrakmens. Plaši izmanto mobilajās sakaros, navigācijā, globālā satelīta pozicionēšanas sistēmā, satelītu sakaros, radarā, telemetrijā, Bluetooth tehnoloģijā un bezvadu vietējā apgabala tīklā (WLAN) un citos laukos. Komponenti, piemēram, filtri, rezonatori un oscilatori, kas sastāv no mikroviļņu dielektriskās keramikas, tiek plaši izmantoti 5G tīklos, un to kvalitāte lielākoties nosaka mikroviļņu sakaru produktu galīgo veiktspēju, izmēru ierobežojumus un izmaksas. Mikroviļņu elektromagnētiskie dielektriskie materiāli ar zemu zudumu, augstu stabilitāti un modulējamību pašlaik ir galvenā tehnoloģija pasaulē. Mikroviļņu dielektriskie keramikas materiāli agrīnā attīstības stadijā bija veidojuši sīvu konkurenci Amerikas Savienotajās Valstīs, Japānā, Eiropā un citās valstīs un reģionos, bet pēc tam Japāna pakāpeniski atrodas skaidrā dominējošā stāvoklī. Strauji attīstot trešās paaudzes mobilo sakaru un datu mikroviļņu komunikāciju, Amerikas Savienotās Valstis, Japāna un Eiropa ir veikuši stratēģiskas korekcijas šīs augsto tehnoloģiju lauka attīstībai. Sākot ar neseno attīstības tendenci, Amerikas Savienotās Valstis ņem nelineāru mikroviļņu dielektrisko keramiku un augstu dielektrisko nemainīgo mikroviļņu dielektrisko keramikas materiālu tehnoloģiju kā stratēģisku fokusu, Eiropa koncentrējas uz fiksētu frekvences rezonatora materiāliem, un Japāna paļaujas uz rūpnieciskajām priekšrocībām, lai enerģiski reklamētu standartizāciju un augstas Mikroviļņu dielektriskās keramikas kvalitāte. Pašlaik mikroviļņu dielektrisko materiālu un ierīču ražošanas līmenis ir visaugstākais Japānas Murata, Kyocera Co., Ltd., TDK-EPC Company un Trans-Tech Company Amerikas Savienotajās Valstīs.

5. Pusvadītāju keramikas nozare

Pusvadītāju keramika ir sava veida informācijas funkciju keramikas materiāli, kas var pārveidot fiziskus daudzumus, piemēram, mitrumu, gāzi, spēku, siltumu, skaņu, gaismu un elektrību, elektriskos signālos, kas tiek plaši izmantoti un ir galvenais lietu interneta tehnoloģijas pamata materiāls , piemēram, pozitīvas temperatūras koeficienta termistors (PTC), negatīvās temperatūras koeficienta termistors (NTC) un varistors, kā arī gāzes un mitruma jutīgi sensori. Termiskā un spiediena jutīgās keramikas izejas un izejas vērtība ir visaugstākā pusvadītāju keramikas materiālos. Starptautiskā mērogā termistoru keramikas materiāli un ierīces Japānai Murata, Shiura Electronics Co., Ltd., Mitsubishi Group (Mitsubishi), TDK-EPC, Ishizuka Electronics Co., Ltd. (Ishizuka), Vishay (Vishay), Vācija EPCOS (EPCOS) un citi uzņēmumi ir vismodernākā keramikas tehnoloģija, lielākā produkcija, to kopējais gada izlaide veido apmēram 60% līdz 80% no pasaules kopsummas, un to produkti ir Laba kvalitāte un augstas cenas. Pēdējos gados ārvalstu keramikas pusvadītāju ierīces attīstās augstas veiktspējas, augstas uzticamības, augstas precizitātes, daudzslāņu mikroshēmas un mēroga virzienā. Pašlaik daži tehniskās keramikas milži ir uzsākuši dažas mikroshēmu pusvadītāju keramikas ierīces, kuru pamatā ir daudzslāņu keramikas tehnoloģijas, kuras ir kļuvušas par augstas klases produktiem sensitīvu ierīču jomā.