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电子元件高端产品市场与发展趋势分析
[发布时间]:2011年1月17日 [来源]:电子变压器专辑 [点击率]:7682
【导读】: 清华大学教授 中电元协科技委副主任 周 济 电子元件(也称为无源元件或被动元件,主要包括电阻器、电容器、电感器、变压器、滤波器、天线等)是一类重要的电子信息产品。电子元件与电子...

    随着电子信息产品小型化和便携式的需求和微电子技术的发展,电子系统越来越小,电路密度越来越高,传输速度越来越快,新一代电子元件正在向小型化、片式化、高频化、宽频化、高精度化、以及集成化方向发展,此外,电子元件及其生产工艺的低成本、绿色化、以及抗电磁干扰也是电子元件发展的重要方向。

    小型化一直是无源元件追求的主要目标

    电子产品的多功能化和便携式同时要求电子元件产品在保持原有性能的基础上不断缩小元件的尺寸。以用量最大的一类无源元件多层陶瓷电容器(MLCC)为例,目前的主流产品的尺寸正在从0603(0.6mm×0.3mm)型向0402(0.4mm×0.2mm)型过渡,而更受市场欢迎的高端产品是0201(0.2mm×0.1mm)型。尺寸的缩小涉及一系列材料和工艺问题,是目前无源元件研究的一个热点,一些新材料和前沿技术(如纳米技术等)已开始被用于超小型元件的工艺之中以实现元件的进一步小型化。

    片式化已成为电子元件主流

    表面安装(SMT)技术不仅是电子整机小型化的必要手段,也是实现电子元件高可靠性的生产技术自动化的重要途径。目前,从数量上看,电子元件的片式化率已高达70%以上,但发展很不均衡,一些元件由于工艺、结构或材料等原因,片式化的难度较大。这也构成了电子组装技术乃至电子整机发展的一个瓶颈。目前,为了实现微波陶瓷元件、过流保护元件、敏感陶瓷元件、磁性变压器等元件的片式化,世界各国都在开发具有低温烧结特性的微波陶瓷介质和敏感瓷材料和相应材料的多层共烧技术。

    集成模块化是电子元件发展主要方向

    由于无源电子元件的制造工艺在材料和技术上差异很大,很长时间以来一直以分立元件的形式使用。尽管人们一直在无源元件的小型化和片式化方面进行着一系列努力,但与半导体器件的高度集成化相比,其发展相对缓慢得多。无源元件分立化的结构无疑是电子信息系统功能提高和体积(重量)减小的重要制约因素;同时,分立结构所产生的寄生参量也难以满足电子信息系统高速化和高频化需要。因此,无源元件的分立结构已构成了制约电子信息技术发展的一个“瓶颈”。早在20世界80年代,人们就开始探索无源元件的集成化问题。但直到世纪之交,由于低温共烧陶瓷(LTCC)等技术的突破才使无源集成技术进入了实用化和产业化阶段,并成为倍受关注的技术制高点。目前开发出的无源集成技术包括LTCC技术、薄膜集成技术、PCB集成技术、以及MCM多芯片组装技术。每一种技术方案均有各自的优势。但从技术成熟性、产业化程度以及应用广泛性角度来评价,LTCC技术是无源集成的主流技术。该技术是将低温烧结陶瓷粉制成厚度精确而且致密的生瓷带,在生瓷带上利用激光打孔、微孔注浆、精密导体浆料印刷等工艺制出所需要的电路图形,并将多个无源元件埋入其中,然后叠压在一起,在900℃下烧结,制成三维电路网络的无源集成组件,也可制成内置无源元件的三维电路基板,在其表面可以贴装IC和有源器件,制成无源/有源集成的功能模块。

    工艺成本是无源元件技术竞争的主要体现

    由于电子元件是一大类大量使用的产品,只有低成本的元件才有市场竞争力,因此,技术竞争很大程度表现为同样性能的产品在成本上的竞争。以量大面广的一类电子元件——多层片式电容器为例,目前以铜(Cu)、镍(Ni)取代银(Ag)、钯(Pd)作为内电级的BME工艺技术生产MLCC,可以大幅度降低成本20%以上,成为全球MLCC大厂取得市场竞争力的关键所在。

    高频化、宽频化是元件技术重要趋势

    电子产品向高频(微波波段)发展的趋势很强劲,如无线移动通信发展到2GHz,蓝牙技术是2.4GHz,短距离无线数据交换系统可达5.8GHz。此外,高速数字电路产品越来越多,光通信的传输速度已从2.5Gbps发展到10Gbps。这些进展都对电子元器件提出了更高的要求,如降低寄生电感、寄生电容、提高自谐振频率、降低高频ESR、提高高频Q值等。

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