Estado actual e tendencias da tecnoloxía internacional da industria de cerámica electrónica

Desde o nivel técnico da industria global de cerámica electrónica, Xapón e Estados Unidos están nunha posición de liderado no mundo. Entre eles, Xapón, coa súa produción de super escala e a tecnoloxía avanzada de preparación, ten unha posición dominante no mercado mundial de cerámica electrónica, representando máis do 50% do mercado mundial de cerámica electrónica. Estados Unidos ten unha forte forza na investigación básica e no novo desenvolvemento material, e presta atención á tecnoloxía de punta de produtos e aplicacións no campo militar, como a acústica submarina, electro-óptica, optoelectrónica, tecnoloxía infravermella e envases de semiconductores . Ademais, chamou a atención o rápido desenvolvemento de Corea do Sur no campo da cerámica electrónica.

1. industria do condensador de cerámica multicapa (MLCC)

A principal área de aplicación da cerámica electrónica é os compoñentes electrónicos pasivos. MLCC é un dos compoñentes pasivos máis empregados, usados principalmente en todo tipo de oscilación de máquinas electrónicas, acoplamiento, circuíto de bypass de filtro, os seus campos de aplicación implican instrumentación automática, electrodomésticos dixitais, aparellos de automóbiles, comunicación, ordenador e outras industrias. MLCC ocupa unha posición cada vez máis importante na industria de fabricación de electrónica internacional, especialmente coa demanda crecente de electrónica de consumo, comunicacións, ordenadores, redes, automoción, clientes finais industriais e de defensa, o mercado global chega a miles de millóns de dólares e está a medrar a un ritmo de 10% a 15% ao ano. Desde 2017, houbo varios aumentos de prezos para os produtos MLCC debido á oferta e á demanda.

Multilayer Ceramic Capacitors

Xapón é un gran produtor de MLCC en todo o mundo, e Nurata de Xapón, Kyocera, Taiyo Yuden, TDK-EPC, Samsung Electric Co. de Corea do Sur, Ltd. (Semco) e Taiwan Huaxin Technology Co., Ltd., Guoju Co., Ltd. son os famosos fabricantes de MLCC do mundo.

A tendencia de desenvolvemento principal de MLCC é a miniaturización, gran capacidade, capa fina, metalización base e alta fiabilidade, entre os que a tecnoloxía relacionada coa metalización base de electrodos internos se desenvolveu máis rapidamente nos últimos anos. O uso de electrodos internos de metal base é o xeito máis eficaz de reducir o custo da MLCC, e a tecnoloxía clave para realizar a metalización base é o desenvolvemento de porcelana de titanato de bario anti-redución de alto rendemento. Xapón completou o desenvolvemento desta tecnoloxía a principios do século XXI e seguiu sendo o líder do mundo, e o seu MLCC de gran capacidade logrou a metalización base. A miniaturización do tamaño sempre foi a principal tendencia no desenvolvemento de MLCC. Co aumento do desenvolvemento de equipos electrónicos na dirección de miniaturización e portátil, a actualización de produtos é rápida e a demanda de produtos miniaturizados é forte, como se mostra na figura 1. A tecnoloxía material básica para compoñentes miniaturizantes é a tecnoloxía de adelgazamento da capa dieléctrica cerámica . Na actualidade, as empresas xaponesas están na posición de liderado no mundo, e o grosor das monocapas MLCC producidas por eles alcanzou 1 µm, entre os que o nivel de investigación e desenvolvemento de Murata e Sunlure Co., Ltd., na posición superior alcanzou o 0,3 µm. A base da capa fina dieléctrica é o adelgazamento de materiais dieléctricos. Aínda que o grosor dunha soa capa de compoñentes MLCC de alta capacidade de alta capacidade é reducido gradualmente, co fin de asegurar a fiabilidade dos compoñentes, o titanato de bario, como a principal fase de cristal dos medios cerámicos MLCC, debe refinarse a partir de 200 ~ 300 nm a 80 ~ 150nm. A tendencia futura de desenvolvemento é preparar material de titanato de bario con tamaño de partícula ≤ 150 nm como material principal de fase de cristal da capa dieléctrica MLCC.

2. Industria do indutor de chip

Os indutores de chip son outro tipo de compoñentes electrónicos pasivos cunha demanda de gran cantidade e son os máis complexos tecnoloxicamente das tres categorías de compoñentes de chip pasivos, e o material básico é a cerámica magnética (ferrita). Na actualidade, a demanda total de indutores de chip no mundo é de aproximadamente 1 billón e a taxa de crecemento anual é superior ao 10%. No desenvolvemento e produción de indutores de chip, a produción de Xapón representa preto do 70% do total do mundo. Entre eles, TDK-EPC, Murata e Suntrap Co., Ltd. sempre dominaron as tecnoloxías de punta neste campo. Segundo as estatísticas da rede de intelixencia da industria (IEK), no mercado global de inductancia, TDK-EPC, Suntrap Co., Ltd. E Murata Tres empresas xuntan preto do 60% do mercado global. As principais tendencias no desenvolvemento de indutores de chip inclúen pequeno tamaño, alta inductancia, alta potencia, alta frecuencia, alta estabilidade e alta precisión. O núcleo da tecnoloxía é a ferrita magnética suave e o material medio con características de sinterización de baixa temperatura.

3. Industria de cerámica piezoeléctrica de alto rendemento

A cerámica piezoeléctrica é un importante material de intercambio de enerxía con excelentes propiedades de acoplamiento electromecánico. Son moi utilizados en información electrónica, intercambio de enerxía electromecánica, control automático, MEMS e instrumentos biomédicos. Para cumprir os novos requisitos de aplicación, os dispositivos piezoeléctricos están a desenvolverse na dirección de multicapa, chip e miniaturización. Nos últimos anos, desenvolvéronse algúns novos dispositivos piezoeléctricos como o transformador piezoeléctrico de varias capas, o controlador piezoeléctrico de varias capas e o dispositivo de frecuencia piezoeléctrica de chip e usáronse amplamente en campos eléctricos, electromecánicos e electrónicos.

Ao mesmo tempo, en termos de novos materiais, o desenvolvemento de cerámica piezoeléctrica libre de chumbo realizou grandes avances, o que pode facer que a cerámica piezoeléctrica sen chumbo substitúa o titanato de circonato de plomo (PZT) cerámica piezoeléctrica baseada en moitos campos e promove a actualización da actualización e promove a actualización da actualización. de produtos electrónicos verdes. Ademais, comeza a xurdir a aplicación de materiais piezoeléctricos nas tecnoloxías enerxéticas de última xeración. Na última década, co desenvolvemento de dispositivos electrónicos sen fíos e de baixa potencia, a investigación e desenvolvemento da tecnoloxía de colleita de micro-enerxía mediante cerámica piezoeléctrica recibiu unha gran atención de gobernos, institucións e empresas.

4. Industria de cerámica dieléctrica de Microwave

A cerámica dieléctrica de microondas é a pedra angular dos dispositivos de comunicación sen fíos. Amplamente usado en comunicacións móbiles, navegación, sistema de posicionamento de satélite global, comunicacións por satélite, radar, telemetría, tecnoloxía Bluetooth e rede de área local sen fíos (WLAN) e outros campos. Compoñentes como filtros, resoadores e osciladores compostos por cerámica dieléctrica de microondas son amplamente utilizados en redes 5G, e a súa calidade determina en gran medida o rendemento final, os límites do tamaño e o custo dos produtos de comunicación de microondas. Os materiais dieléctricos electromagnéticos con microondas con baixa perda, alta estabilidade e modulabilidade son actualmente a tecnoloxía básica do mundo. Os materiais cerámicos dieléctricos de microondas na fase inicial do desenvolvemento formaron unha feroz competencia nos Estados Unidos, Xapón, Europa e outros países e rexións, pero logo Xapón gradualmente nunha posición dominante clara. Co rápido desenvolvemento da comunicación móbil de terceira xeración e a comunicación de microondas de datos, Estados Unidos, Xapón e Europa realizaron axustes estratéxicos para o desenvolvemento deste campo de alta tecnoloxía. A partir da recente tendencia de desenvolvemento, Estados Unidos toma cerámica dieléctrica dieléctrica de microondas non lineal e tecnoloxía de material cerámico dieléctrico constante dieléctrico elevada como foco estratéxico, Europa céntrase na resonadora de frecuencias fixas e Xapón depende das súas vantaxes industriais para promover vigorosamente a normalización e alta Calidade da cerámica dieléctrica de microondas. Na actualidade, o nivel de produción de materiais e dispositivos dieléctricos de microondas é o máis alto da Murata de Xapón, Kyocera Co., Ltd., TDK-EPC Company e Trans-Tech Company nos Estados Unidos.

5. Industria de cerámica de semiconductores

A cerámica de semiconductor é unha especie de información que funcionan materiais cerámicos que poden converter cantidades físicas como humidade, gas, forza, calor, son, luz e electricidade en sinais eléctricos, que é moi utilizado e é o principal material básico da tecnoloxía Internet das cousas , como termistor de coeficiente de temperatura positiva (PTC), termistor de coeficiente de temperatura negativa (NTC) e varistor, así como sensores sensibles a gas e humidade. O valor de saída e saída da cerámica térmica e sensible á presión son os máis altos en materiais cerámicos de semiconductores. Internacionalmente, materiais e dispositivos de cerámica termistor a Xapón Murata, Shiura Electronics Co., Ltd., Mitsubishi Group (Mitsubishi), TDK-EPC, Ishizuka Electronics Co., Ltd. (Ishizuka), Vishay (Vishay), Alemaña Epcos (EPCOS) e outras empresas son a tecnoloxía cerámica máis avanzada, a maior produción, a súa produción anual total representa entre o 60% e o 80% do total do mundo e os seus produtos son de Boa calidade e prezos elevados. Nos últimos anos, os dispositivos de semiconductor de cerámica estranxeira están a desenvolverse na dirección de alto rendemento, alta fiabilidade, alta precisión, chip multicapa e escala. Na actualidade, algúns xigantes de cerámica técnica lanzaron algúns dispositivos cerámicos de semiconductor de chip baseados na tecnoloxía de cerámica de varias capas, que se converteron en produtos de gama alta no campo dos dispositivos sensibles.