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高端电子元器件及其关键材料和技术研发的战略意义

2022-11-02 09:291390工业品商城

电子元器件及其组件制造业是电子元器件产业的主要组成部分,也是电子信息产业的支撑产业。电子设备一般由基础电子元器件组成,从日常生活中的电脑、电视、PDA、手机、DVD等电子产品,到载人航天、先进武器等尖端技术,无处不在。无源元件,如电容器、电阻器、电感器、变压器、滤波器、天线等。是电子产品中必不可少的基础部件,在日常生活和国家战略中发挥着重要作用。电子元器件及其组件属于电子信息产业的中间产品,介于整个电子整机产业和原材料产业之间。它们的发展速度、技术水平和生产规模不仅直接影响整个电子信息产业的发展,而且对发展信息技术、改造传统产业、提高现代装备水平和推动科技进步都具有重大意义。

随着电子信息产品的大规模制造,对上游产品配套能力的需求日益强烈,电子元器件制造作为基础产品的重要地位日益明显。目前,中国电子信息产业正处于快速增长期。一方面,新一代成套电子产品市场规模迅速扩大,各类电子元器件尤其是新型电子元器件需求迫切。另一方面,随着电子产品向数字化、信息化发展,电子元器件在电子产品中的比重日益增加,电子产品对电子元器件的依赖程度也越来越高。

在产量上,中国的多种无源元件,如电容、电阻、磁性元件等,都是世界上数一数二的。但从销量来看,这些产品并没有排到世界第一,说明与高端产品还有一定差距。如何将我国从电子元器件大国转变为电子元器件强国,一直是我国政府、产业界和科技工作者长期探索和解决的问题。

目前中国电子元器件市场供需矛盾还是比较明显的,突出表现为产品供给与整机需求的脱节。一方面,我国多个领域的电子元器件产量位居世界前列,且大量出口;另一方面,中国也是世界上最重要的电子元件进口国之一。造成这种情况的主要原因是国产电子元器件主要集中在技术含量较低的低端领域,因此大量进口新型电子元器件。以多层陶瓷电容器(MLCC)为例。从2000年到2004年,虽然中国的组件量从960亿增加到1550亿,但产品的进出口逆差却从440亿增加到880亿。

从电感产品的情况来看,目前我国片式电感的总产量仅占全球不到5%,与我国每年约占全球30%的片式电感消费量严重不成比例。几乎所有主导电子产品(如移动通信)所使用的基础零部件,基本都被日本、韩国和中国台湾省的企业垄断。

其突出表现是从插件到表面组装、从模拟到数字、从固定到移动、从分离到集成的转变。从技术上看,无源电子元件的多层化、多层元件的芯片化、芯片元件的集成化和多功能化已成为主要发展方向。基于多层陶瓷技术(MLC)和低温共烧陶瓷技术(LTCC)的新一代电子元器件已成为电子元器件的主流,集成化是电子元器件的主要发展方向。新一代电子元器件和无源集成技术的发展正成为高技术发展的制高点和产业增长点。此外,在国际化趋势下,国际电子制造业中心将向中国转移,未来5-10年中国电子元器件市场将快速增长。

电子元器件行业的主要盈利点在于新一代高端产品。片式电子元器件的全方位升级和无源集成技术的快速崛起,为我国相关企业实现跨越式发展提供了一系列技术突破点。预计中国电子元器件行业将通过组织R&D产学研联合团队,在材料、工艺、设计等方面进行全方位研发,高起点参与国际竞争。

随着电子元器件的快速升级、无源集成产业的兴起和国际产业转移,抓住机遇,投资研发具有自主知识产权的新一代电子元器件和无源集成材料系统、模块设计和工艺技术,对我国信息技术的长远发展非常必要。

近年来,随着电子信息产品更新换代的加快,电子元器件的进一步升级和集成越来越受到世界各国政府、产业界和学术界的关注。特别是由于低温共烧陶瓷(LTCC)等技术的突破,无源集成技术进入了实用化和产业化阶段,新一代无源器件及相关集成技术成为备受关注的技术制高点。早在20世纪90年代中期,美国政府就拨款7000万美元实施了一项旨在研发无源集成和多芯片组装的三年计划。

2000年,美国商务部、美国国家标准与规划研究所和一些大型企业联合启动了更大规模的“先进嵌入式无源元件联合研究计划”,通过建立国家制造科学中心,推动新一代集成无源元件的研发。其研究内容涉及新材料、新工艺和新设计硬件工具(软件)的开发,据说目前已取得重要成果。美国军方也非常重视电子元器件和无源集成技术的研发。在美国国防部2004财年的计划中,“先进部件研制和样品”被列为七大计划之一,预算高达132亿美元,其中一部分将用于新一代无源部件及其集成技术。

一些大型高科技企业,如杜邦、IBM、摩托罗拉、TDK、NEC、村田、3M、富士通、荷兰飞利浦等,在新一代无源电子元器件及其集成技术的竞争中投入巨大。2001年,台湾工业巨头台塑集团以LTCC模块为切入点,启动了“科技台塑”计划。通过购买美国高科技企业的技术,开发蓝牙模块和移动通信产品,进入电子信息领域。CeramicInterconnectInitiative(CII)是由国际电子与封装协会(IEAPS)发起的旨在推动全球无源集成技术发展的项目,得到了全球众多研究机构和企业的积极响应。

以新型高端组件研发为牵引,以关键材料为突破,以生产技术提升为重点,结合“材料研究-工艺开发-组件生产”。

我们将在“十五”有关项目研究的基础上,进一步组织力量开发新材料,突破关键技术,形成自主知识产权,全面提升我国电子元器件产业的产品结构和技术水平。

重点发展方向:针对高端无源电子元器件和无源集成的关键技术问题,重点研发以下内容:(1)能促进大量无源元器件升级换代的核心材料;(2)共性关键部件技术;(3)高附加值的高端集成模块产品。

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