集成無(wú)源技術(shù)是熱點(diǎn) 汽車電子更新?lián)Q代加快

隨著電子信息產(chǎn)品向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化、便攜化方向發(fā)展，復(fù)合元件和集成無(wú)源元件已經(jīng)成為電子元件發(fā)展的主要方向。面對(duì)激烈的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)，我國(guó)電子元件企業(yè)必須依靠自主創(chuàng)新提升技術(shù)水平，從而增強(qiáng)核心競(jìng)爭(zhēng)力。

信息產(chǎn)業(yè)面臨新的發(fā)展機(jī)遇，數(shù)字電視、新一代移動(dòng)通信、下一代互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)化、新型平板顯示、汽車電子等應(yīng)用都為作為信息產(chǎn)業(yè)核心基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)之一的電子元件的發(fā)展提供了巨大的市場(chǎng)機(jī)遇，同時(shí)也將面臨激烈的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)。

自主創(chuàng)新提升產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平

國(guó)家發(fā)改委“十一五”高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃和信息產(chǎn)業(yè)“十一五”規(guī)劃、信息產(chǎn)業(yè)科技發(fā)展“十一五”規(guī)劃和2020年中長(zhǎng)期規(guī)劃綱要，特別是電子基礎(chǔ)材料和關(guān)鍵元器件“十一五”專項(xiàng)規(guī)劃正在指引元件行業(yè)加強(qiáng)自主創(chuàng)新，提升產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平，提高國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力，重點(diǎn)發(fā)展高檔片式元器件、中高檔機(jī)電組件、新型電力電子器件、新型綠色電池、敏感元器件及傳感器、中高檔光電子器件及材料、小型化高頻頻率器件、組件及關(guān)鍵基礎(chǔ)材料、環(huán)保型高密度多層互聯(lián)印刷電路板、柔性線路板及關(guān)鍵原材料和混合集成電路等，到2010年，新型元器件等電子信息核心產(chǎn)業(yè)規(guī)模翻兩番，部分關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)突破，元器件、材料、專用設(shè)備國(guó)內(nèi)配套能力顯著增強(qiáng)。隨著電子整機(jī)向數(shù)字化、多功能化和小型化方向發(fā)展，電子系統(tǒng)向網(wǎng)絡(luò)化、高速化和寬帶化方向發(fā)展，新型元器件將向微型化、片式化、高性能化、集成化、智能化、環(huán)保節(jié)能方向發(fā)展。微小型和片式化技術(shù)、無(wú)源集成技術(shù)、抗電磁干擾技術(shù)、低溫共燒陶瓷技術(shù)、綠色化生產(chǎn)技術(shù)等已成為行業(yè)技術(shù)進(jìn)步的重點(diǎn)。微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)和微組裝技術(shù)的高速發(fā)展，將促進(jìn)元器件功能和性能大幅提升。

面對(duì)機(jī)遇與挑戰(zhàn)，技術(shù)創(chuàng)新決定新興市場(chǎng)的份額。誰(shuí)能搶占新材料、新技術(shù)、新工藝的制高點(diǎn)，誰(shuí)就奪取了新興市場(chǎng)的主導(dǎo)權(quán)。在電子元件行業(yè)，產(chǎn)品的更新?lián)Q代正在加快，不同產(chǎn)品的替代競(jìng)爭(zhēng)也在加快。從事電子元件的企業(yè)如果不了解自身產(chǎn)品的更新?lián)Q代，就可能導(dǎo)致企業(yè)破產(chǎn)。如江西一家工廠，曾引進(jìn)日本村田第一代壓電陶瓷濾波器，由于不了解產(chǎn)品的更新?lián)Q代，盲目投資近5000萬(wàn)元擴(kuò)大落后產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)規(guī)模，結(jié)果新生產(chǎn)線剪彩之日成了工廠關(guān)門之時(shí)，與此同時(shí)，日本村田推出的第三代壓電陶瓷濾波器，性能更好，價(jià)格更便宜，迅速占領(lǐng)了大部分中國(guó)彩電市場(chǎng)。

由于中國(guó)市場(chǎng)國(guó)際化進(jìn)程加快，元件行業(yè)凡是缺乏國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的夕陽(yáng)產(chǎn)品不是虧本銷售，就是市場(chǎng)迅速萎縮，元件行業(yè)企業(yè)將面臨新一輪洗牌。要想在國(guó)際元件市場(chǎng)有立足之地，元件行業(yè)企業(yè)家必須有國(guó)際化經(jīng)營(yíng)戰(zhàn)略思想，致力于成為國(guó)際頂級(jí)制造商，依靠技術(shù)創(chuàng)新，提高企業(yè)核心技術(shù)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，引進(jìn)、消化、吸收、再創(chuàng)造，形成國(guó)際一流的工藝技術(shù)平臺(tái)和科學(xué)管理體系，吸引國(guó)際一流的技術(shù)和管理人才，把產(chǎn)業(yè)做大做強(qiáng)。

節(jié)能、節(jié)材、綠色、環(huán)保也成為元件行業(yè)發(fā)展勢(shì)不可擋的潮流。2003年2月13日頒布的歐盟RoHS于2004年8月13日轉(zhuǎn)為歐盟法規(guī)，并于2006年7月1日開(kāi)始實(shí)施；中國(guó)2006年2月28日出臺(tái)《電子信息產(chǎn)品污染控制管理辦法》，2007年3月1日開(kāi)始正式生效。中國(guó)電子元件企業(yè)無(wú)論從企業(yè)可持續(xù)發(fā)展角度或企業(yè)的社會(huì)責(zé)任角度，還是從產(chǎn)品的市場(chǎng)準(zhǔn)入角度，都應(yīng)當(dāng)積極響應(yīng)，誰(shuí)走在前面，誰(shuí)就主動(dòng)，這是技術(shù)創(chuàng)新的重要內(nèi)容，節(jié)能、節(jié)材、綠色、環(huán)保必將成為元件行業(yè)發(fā)展勢(shì)不可擋的潮流。

片式元件創(chuàng)新永不停步

片式通用元件主要包括片式電容器、片式電阻器和片式電感器。電容器正在向片式化、復(fù)合化和高性能化方向發(fā)展，對(duì)材料也不斷提出新的要求。新材料的研制成功，又帶動(dòng)新電容器的發(fā)展。片式電阻器以成膜工藝分類可分為厚膜片式電阻器和薄膜片式電阻器，前者的導(dǎo)電材料主要為氧化釕，成膜工藝為印刷，而后者的導(dǎo)電材料為鎳鉻，成膜工藝為蒸發(fā)或?yàn)R射。厚膜片式電阻器存在兩個(gè)不足，即阻值精度相對(duì)不夠高，溫度系數(shù)相對(duì)比較大，為了滿足高精度和低溫度系數(shù)的要求，以鎳鉻作為電阻膜的薄膜片式電阻器目前國(guó)外已能量產(chǎn)，阻值范圍從幾十毫歐至數(shù)百兆歐，溫度系數(shù)從±300ppm℃至±5ppm℃，精度從±5%至±0.01%，可以滿足不同電子設(shè)備的要求。片式電感器的高性能化主要是高頻高Q、大電感量、大電流。如TDK開(kāi)發(fā)成功SMD（表面貼裝）功率電感器電感量達(dá)mH級(jí)，電流達(dá)數(shù)安培。Murata公司采用LTCC（低溫共燒陶瓷）技術(shù)和薄膜技術(shù)，以陶瓷為基體，制成片式電感0.6mm×0.3mm×0.3mm，電感量達(dá)15nH，1.8GHz，Q30。

片式敏感元器件與傳感器技術(shù)發(fā)展的主要趨勢(shì)是智能化、微小型化、集成復(fù)合化、數(shù)字化、低功耗化、片式化、陣列式。例如，表面安裝型(SMD)熱敏電阻器具有體積小、熱時(shí)間常數(shù)小、互換性好、性能穩(wěn)定、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，適用于鎘鎳、鎳氫、鋰離子充電電池做過(guò)熱保護(hù)，電子電路、液晶顯示屏和晶體振蕩器做溫度補(bǔ)償，DCDC（直流直流）電源模塊和微波功率放大器做過(guò)熱保護(hù)以及計(jì)算機(jī)和照相機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速控制等。

隨著晶體諧振器加工工藝水平的不斷提高，晶體諧振器已實(shí)現(xiàn)了SMD的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)。目前國(guó)內(nèi)SMD的體積多為7mm×5mm×1.8mm、6mm×3.5mm×1.2mm和3.2mm×2.5mm×1.2mm，而國(guó)外公司已推出了3.2mm×2.5mm×1.2mm、2.5mm×2.0mm×0.5mm和2.0mm×1.6mm×0.45mm等超小型SMD晶體諧振器。在完善和提高諧振器工藝的同時(shí)，國(guó)外近年已廣泛地使用了經(jīng)過(guò)高溫、高電壓進(jìn)行電清洗的優(yōu)質(zhì)石英晶體材料，進(jìn)一步提高了晶體諧振器的Q值，降低了諧振器出現(xiàn)雜散的機(jī)會(huì)。由于受加工水平的限制，采用機(jī)械研磨加工的基頻石英片的最高頻率只能達(dá)到60MHz，要制作更高基頻的石英片加工就成問(wèn)題，目前大多采用離子刻蝕或化學(xué)腐蝕的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。

低電壓、低功耗、小型化、SMD化、低相噪、高頻是TCXO（溫度補(bǔ)償晶體振蕩器）的方向。隨著專業(yè)集成芯片的成熟和封裝工藝的發(fā)展，國(guó)外TCXO的體積正向微型化方向發(fā)展。目前3.2mm×2.5mm×1.2mm的SMD溫補(bǔ)晶振已在民用移動(dòng)電話中大量使用。通過(guò)鎖相倍頻等電路，溫度補(bǔ)償晶體振蕩器的頻率可以高達(dá)300MHz～500MHz。

集成無(wú)源元件成產(chǎn)業(yè)熱點(diǎn)

隨著電子信息產(chǎn)品向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化、便攜化方向發(fā)展，復(fù)合元件和集成無(wú)源元件已經(jīng)成為電子元件發(fā)展的主要方向，多層陶瓷技術(shù)和低溫共燒技術(shù)已經(jīng)成為實(shí)現(xiàn)“無(wú)源元件多層化、多層元件片式化、片式元件集成化和功能元件復(fù)合化、模塊化”的主流技術(shù)。復(fù)合化、集成化正是降低無(wú)源元件安裝成本的最佳解決方案，同時(shí)由于焊點(diǎn)和連線的減少，可提高產(chǎn)品可靠性，提高數(shù)字電路運(yùn)行速度。

伴隨無(wú)線通信高頻化、數(shù)據(jù)處理高速化，微波元件技術(shù)已成為一大熱點(diǎn)。

RFI(射頻干擾)/EMI(電磁干擾)抑制濾波器是抑制傳導(dǎo)騷擾最有效的手段，它包括信號(hào)線EMI濾波器和電源線EMI濾波器。信號(hào)線濾波器允許有用信號(hào)無(wú)衰減通過(guò)，同時(shí)大大衰減雜波騷擾信號(hào)。電源線濾波器又稱電源噪聲濾波器，它以較小的衰減把直流、50Hz或400Hz電源功率傳輸?shù)皆O(shè)備上，卻大大衰減經(jīng)電源傳入的EMI信號(hào)，保護(hù)設(shè)備免受其害，同時(shí)它又能抑制設(shè)備本身產(chǎn)生的EMI信號(hào)，防止它進(jìn)入電網(wǎng)，污染電磁環(huán)境，危害其他設(shè)備。表面貼裝EMI濾波器是一種低通濾波器，尤其適用于高頻振蕩噪聲抑制。由于表面貼裝EMI濾波器可安裝在印制板上緊靠晶體振蕩器和功率放大器，可顯著改善背景噪聲。

LC復(fù)合帶通濾波器和開(kāi)關(guān)電容陣列濾波器利用集中參數(shù)LC元件復(fù)合，是在1GHz以下容易實(shí)現(xiàn)中等帶寬(2%～20%)的帶通濾波器，具有成本低、體積小、工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。采用適當(dāng)?shù)碾娐吠負(fù)?，便于用LTCC技術(shù)集成化。電阻網(wǎng)絡(luò)和電容網(wǎng)絡(luò)將繼續(xù)縮小產(chǎn)品尺寸，進(jìn)一步小型化。在小型化的同時(shí)，提高精度、穩(wěn)定性和可靠性。采用直接描繪技術(shù)代替印刷，用等離子蝕刻代替?zhèn)鹘y(tǒng)光刻工藝等，研制更穩(wěn)定、溫度系數(shù)更小的薄膜電阻網(wǎng)絡(luò)是未來(lái)的一個(gè)趨勢(shì)，能更好地滿足軍用、民用設(shè)備對(duì)產(chǎn)品精度高、尺寸小、穩(wěn)定性高、可靠性高等要求。

集成無(wú)源元件是LTCC技術(shù)的第二大應(yīng)用領(lǐng)域。LTCC技術(shù)是將低溫?zé)Y(jié)陶瓷介質(zhì)粉流延成厚度精確而且致密的生瓷帶，在生瓷帶上利用激光打孔、微孔注漿、導(dǎo)體漿料精密絲網(wǎng)印刷等工藝制出電容器電極、平面電感和傳輸線，然后多層疊壓在一起，在低溫下(900℃左右)一次燒成，制成集成無(wú)源元件或多層陶瓷基板，在其表面貼裝IC（集成電路）和有源器件，制成集成功能模塊。集成無(wú)源元件技術(shù)是適應(yīng)射頻、高速數(shù)字電子產(chǎn)品和光電子應(yīng)用要求高性能和小型化的需要，在微波陶瓷介質(zhì)材料技術(shù)、多層陶瓷工藝技術(shù)和混合微電子技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的創(chuàng)新的高密度、微系統(tǒng)解決方案，是無(wú)源元件由片式化向集成化發(fā)展的主流技術(shù)，性能更可靠，裝配成本更低，價(jià)格更便宜。