電子陶瓷反思求變

金偲芮

先進陶瓷是新材料產(chǎn)業(yè)的重要分支，結(jié)構(gòu)陶瓷、功能陶瓷、電子陶瓷等領(lǐng)域均在快速拓展。其中，電子陶瓷市場規(guī)模穩(wěn)步增長，受益市場需求增長和政策紅利，“十四五”期間將聚焦多層陶瓷電容器、片式電感器、高性能壓電陶瓷、微波介質(zhì)陶瓷、半導(dǎo)體陶瓷五大類細(xì)分賽道持續(xù)發(fā)力。

龐大需求與國產(chǎn)替代

陶瓷產(chǎn)品對人類社會的進步與發(fā)展貢獻良多，持續(xù)的研發(fā)使陶瓷產(chǎn)品性能不斷得到改善與延展，滲入人類生活的方方面面，信息時代陶瓷產(chǎn)品亦有其獨到的應(yīng)用領(lǐng)域，電子陶瓷即以其特殊功用成為不可或缺的新材料。

廣義的電子陶瓷（electronic ceramics）指“采用人工精制的無機粉末為原料，通過結(jié)構(gòu)設(shè)計、精確的化學(xué)計量、合適的成型方法和燒成制度而達到特定的性能，經(jīng)過加工處理使之符合使用要求尺寸精度的無機非金屬材料”，具有獨特的電學(xué)、光學(xué)、磁學(xué)等性質(zhì)，以及硬度高、耐磨損、斷裂韌性高等優(yōu)點，從而在電子、通訊、自動化、能源轉(zhuǎn)化和存儲等領(lǐng)域起到關(guān)鍵作用；按照應(yīng)用范圍，電子陶瓷可分為固定用陶瓷、電真空陶瓷、電容器陶瓷和電阻陶瓷等，是3C電子、機械、光通訊、化工、醫(yī)療、航空、汽車等領(lǐng)域的重要基材。

2020年，全球電子與電器陶瓷市場規(guī)模達874億元，預(yù)計2026年將達到992億元。我國擁有全球最大的電子元器件應(yīng)用市場，多種電子陶瓷產(chǎn)品的產(chǎn)量居世界首位。受益于通信、計算機、電子儀表、激光技術(shù)和數(shù)字電路技術(shù)等應(yīng)用領(lǐng)域的普及和發(fā)展，加之一系列政策和舉措大力支持國產(chǎn)替代，國內(nèi)電子陶瓷行業(yè)迎來機遇，市場拓展和整體利潤均保持較快增長。求思咨詢發(fā)布的《2021中國電子陶瓷行業(yè)白皮書》顯示，2016-2020年間，我國電子陶瓷行業(yè)市場規(guī)模從301.1億元增長至399.6億元，年復(fù)合增長率達7.3%；預(yù)計到2025年，我國電子陶瓷市場規(guī)模有望超過463.7億元。今年1月，工信部發(fā)布的《基礎(chǔ)電子元器件產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計劃（2021-2023年）》明確提出，突破一批電子元器件關(guān)鍵技術(shù)，射頻濾波器、片式多層陶瓷電容器等重點產(chǎn)品專利布局更加完善；重點發(fā)展高導(dǎo)熱、電絕緣、低損耗、無鉛環(huán)保的電子陶瓷元件。

我國電子陶瓷材料和元件領(lǐng)域逐漸形成較好的產(chǎn)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)，但針對高端電子陶瓷材料被日、美等國企業(yè)壟斷，國內(nèi)產(chǎn)品多偏向中低端，一些關(guān)鍵材料技術(shù)、工藝技術(shù)及設(shè)備技術(shù)受制于人等產(chǎn)業(yè)痛點，中國工程院的周濟院士、李龍土院士建議，“將無源元件和關(guān)鍵電子陶瓷材料及無源電子元件納入國家半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略布局中統(tǒng)籌考慮；增加研究人員和資金投入，強化研發(fā)力量；統(tǒng)籌規(guī)劃電子陶瓷材料與元器件產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)，加強自主創(chuàng)新?！?/p>

“金剛鉆”與“瓷器活”

電子陶瓷作為無源電子元件的核心材料，其制備及加工技術(shù)是制約電子信息技術(shù)發(fā)展的重中之重。業(yè)界專家指出，“隨著電子信息產(chǎn)品進一步向?qū)拵Щ⑿⌒突?、集成化、移動化、綠色化方向發(fā)展，電子陶瓷元器件漸呈多功能化、多層化、多層元件片式化和片式元件集成化發(fā)展。”這也讓新一代的電子陶瓷材料需具備顯微結(jié)構(gòu)細(xì)晶化、材料功能多樣化、電磁特性高頻化及低損耗化等特點。有觀點就此表示，“精密陶瓷制造是一個需要長期投資、持續(xù)支持的產(chǎn)業(yè)，從規(guī)劃建設(shè)到盈利，開花結(jié)果三五年尋常；從籌備到批量化，九轉(zhuǎn)功成十年打磨普遍，需要多年后才實現(xiàn)盈利。總之，上馬精密陶瓷制造業(yè)需要謀定而后動?！眹鴥?nèi)電子陶瓷頭部企業(yè)中瓷電子董事長王強表示，“公司將深耕電子陶瓷領(lǐng)域，持續(xù)創(chuàng)新陶瓷材料體系，提升外殼設(shè)計和工藝能力，鞏固現(xiàn)有通信器件用電子陶瓷外殼、工業(yè)激光器用電子陶瓷外殼、汽車電子件產(chǎn)品領(lǐng)域，大力開發(fā)消費電子陶瓷產(chǎn)品，積極擴展新型電子陶瓷應(yīng)用領(lǐng)域?！?/p>

此外，汽車電子市場是電子陶瓷下游實現(xiàn)高價值、高增長的重點所在，傳統(tǒng)燃油汽車的汽車電子如衛(wèi)星定位系統(tǒng)、中央控制系統(tǒng)、無線電導(dǎo)航系統(tǒng)、車身穩(wěn)定控制系統(tǒng)、ADAS等，這些系統(tǒng)的電控電路均大量使用車規(guī)電子陶瓷產(chǎn)品。新能源汽車的控制模塊相對更多、更復(fù)雜，這就大幅提高了對高容量電子陶瓷元器件的需求，而且純電動汽車比混合動力汽車所需的電子陶瓷元器件數(shù)量更多一些。按照基本的測算，一輛新能源汽車最少需配置1萬元左右成本的電子陶瓷產(chǎn)品。比如一枚硬幣大小的電子陶瓷環(huán)（學(xué)名“新型動力電池陶瓷密封連接器”）就是新能源電動汽車中的重要零部件，用于動力電池蓋板和極柱之間形成密封導(dǎo)電連接，在國內(nèi)電子陶瓷企業(yè)技術(shù)取得突破之前，這一領(lǐng)域嚴(yán)重依賴國外產(chǎn)品。好在國內(nèi)的安地亞斯電子陶瓷有限公司等企業(yè)在新能源汽車的陶瓷部件細(xì)分領(lǐng)域深耕研發(fā)取得成效，比亞迪新能源汽車從“F3DM”到“唐”系列的電子陶瓷零部件均由國內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)，并且比亞迪已成立新材料公司，專事研發(fā)研究高容值、高電壓、高可靠性的新型陶瓷車載元器件滿足市場需求。車規(guī)產(chǎn)品雖多為中、大尺寸，但對于產(chǎn)品一致性、可靠性、高容值、高耐壓、耐溫有更高要求，從這個角度來看國內(nèi)企業(yè)的突破更為可喜。