وضعیت فعلی و روند فناوری بین المللی صنعت سرامیک الکترونیکی

از سطح فنی صنعت سرامیک الکترونیکی جهانی ، ژاپن و ایالات متحده در موقعیت پیشرو در جهان قرار دارند. در میان آنها ، ژاپن با تولید فوق العاده در مقیاس و فناوری آماده سازی پیشرفته ، دارای موقعیت غالب در بازار جهانی سرامیک الکترونیکی است که بیش از 50 ٪ از بازار سرامیک الکترونیکی جهانی را تشکیل می دهد. ایالات متحده در تحقیقات اساسی و توسعه مواد جدید نیروی محکمی دارد و به فناوری پیشرفته محصولات و برنامه های کاربردی در زمینه نظامی ، مانند آکوستیک زیر آب ، الکترو نوری ، نوری ، فناوری مادربزرگ و بسته بندی نیمه هادی توجه می کند. بشر علاوه بر این ، توسعه سریع کره جنوبی در زمینه سرامیک الکترونیکی مورد توجه قرار گرفته است.

1. صنعت خازن سرامیکی چند لایه (MLCC)

قسمت اصلی کاربرد سرامیک الکترونیکی اجزای الکترونیکی منفعل است. MLCC یکی از اجزای منفعل است که عمدتاً در انواع نوسانات دستگاه الکترونیکی ، اتصال ، مدار بای پس فیلتر مورد استفاده قرار می گیرد ، زمینه های کاربردی آن شامل ابزار دقیق ، لوازم خانگی دیجیتال ، لوازم خودرو ، ارتباطات ، رایانه و سایر صنایع است. MLCC موقعیت فزاینده ای را در صنعت بین المللی تولید الکترونیک به ویژه با افزایش تقاضای الکترونیک مصرفی ، ارتباطات ، رایانه ها ، شبکه ها ، مشتریان نهایی خودرو ، صنعتی و دفاعی اشغال می کند ، بازار جهانی به میلیاردها دلار می رسد و با نرخ رشد می کند از 10 ٪ تا 15 ٪ در سال. از سال 2017 ، به دلیل عرضه و تقاضا چندین افزایش قیمت برای محصولات MLCC رخ داده است.

Multilayer Ceramic Capacitors

ژاپن تولید کننده اصلی MLCC در سراسر جهان است و نوراتا ، کیوچرا ، تایو یودن ، TDK-EPC ، شرکت سامسونگ الکتریکی کره جنوبی ، با مسئولیت محدود. (SEMCO) و شرکت Taiwan Huaxin Technology ، Ltd. ، شرکت Guoju ، Ltd. تولید کنندگان مشهور MLCC در جهان هستند.

روند اصلی توسعه MLCC مینیاتوریزاسیون ، ظرفیت بزرگ ، لایه نازک ، فلز سازی پایه و قابلیت اطمینان بالا است که از جمله این فناوری مربوط به فلز سازی پایه الکترودهای داخلی در سالهای اخیر به سرعت توسعه یافته است. استفاده از الکترودهای داخلی فلزی پایه مؤثرترین روش برای کاهش هزینه MLCC است و فناوری اصلی برای تحقق فلز سازی پایه ، توسعه پرسلن تیتنات باریم ضد کاهش با کارایی بالا است. ژاپن توسعه این فناوری را در اوایل قرن بیست و یکم به پایان رسانده است و رهبر جهان باقی مانده است ، و MLCC با ظرفیت بزرگ آن همه به فلز سازی پایه رسیده است. کوچک سازی اندازه همیشه روند اصلی توسعه MLCC بوده است. با افزایش توسعه تجهیزات الکترونیکی در جهت مینیاتوریزاسیون و قابل حمل ، ارتقاء محصول سریع است ، و تقاضای محصولات مینیاتوریزه قوی است ، همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است. بشر در حال حاضر ، شرکت های ژاپنی در موقعیت پیشرو در جهان قرار دارند و ضخامت تک لایه های MLCC تولید شده توسط آنها به 1 میکرومتر رسیده است که از جمله آنها سطح تحقیق و توسعه شرکت Murata و Sunlure ، Ltd. در موقعیت برتر به 0.3 رسیده است. میکرومتر اساس لایه نازک دی الکتریک ، نازک شدن مواد دی الکتریک است. در حالی که ضخامت تک لایه ای از اجزای MLCC با ظرفیت بالا با ظرفیت بالا به تدریج کاهش می یابد ، به منظور اطمینان از قابلیت اطمینان قطعات ، باریم تیتانات ، به عنوان مرحله اصلی کریستال رسانه های سرامیکی MLCC ، باید از 200 ~ 300 نانومتر تصفیه شود به 150 نانومتر 80. روند توسعه آینده تهیه مواد تیتانات باریم با اندازه ذرات 150 نانومتر به عنوان ماده اصلی فاز کریستال لایه دی الکتریک MLCC است.

2. صنعت سلف تراشه

سلف های تراشه نوع دیگری از اجزای الکترونیکی منفعل با تقاضای مقدار زیادی هستند و از نظر فنی پیچیده ترین سه دسته از اجزای تراشه منفعل هستند و مواد اصلی سرامیک مغناطیسی (فریت) است. در حال حاضر ، تقاضای کل برای سلف های تراشه در جهان حدود 1 تریلیون و نرخ رشد سالانه بیش از 10 ٪ است. در توسعه و تولید سلف های تراشه ، تولید تولید ژاپن حدود 70 ٪ از کل جهان را تشکیل می دهد. در میان آنها ، TDK-EPC ، Murata و SunTrap Co. ، Ltd. همیشه در این زمینه فن آوری های برش را به دست آورده اند. طبق آمار شبکه اطلاعاتی صنعت (IEK) ، در بازار جهانی القا ، TDK-EPC ، شرکت SunTrap ، با مسئولیت محدود و سه شرکت موراتا در کنار هم حدود 60 ٪ از بازار جهانی را تشکیل می دهند. روندهای اصلی در توسعه سلف های تراشه شامل اندازه کوچک ، القاء بالا ، قدرت بالا ، فرکانس بالا ، پایداری بالا و دقت بالا است. هسته این فناوری فریت مغناطیسی نرم و ماده متوسط با خصوصیات پخت و پز درجه حرارت پایین است.

3. صنعت سرامیک پیزوالکتریک عملکرد بالا

سرامیک های پیزوالکتریک یک ماده مهم تبادل انرژی با خواص اتصال عالی الکترومکانیکی هستند. آنها به طور گسترده در اطلاعات الکترونیکی ، تبادل انرژی الکترومکانیکی ، کنترل خودکار ، MEMS و ابزارهای زیست پزشکی استفاده می شوند. به منظور برآورده کردن نیازهای جدید برنامه ، دستگاه های پیزو الکتریک در جهت چند لایه ، تراشه و مینیاتوری در حال توسعه هستند. در سالهای اخیر ، برخی از دستگاه های جدید پیزو الکتریک مانند ترانسفورماتور پیزوالکتریک چند لایه ، درایور پیزوالکتریک چند لایه و دستگاه فرکانس پیزوالکتریک تراشه در زمینه های الکتریکی ، الکترومکانیکی و الکترونیکی مورد استفاده قرار گرفته اند.

در عین حال ، از نظر مواد جدید ، توسعه سرامیک های پیزوالکتریک بدون سرب ، پیشرفت های بزرگی را ایجاد کرده است ، که ممکن است سرامیک های پیزوالکتریک بدون سرب باعث ایجاد سرامیک های پیزوالکتریک مبتنی بر سرب (PZT) در بسیاری از زمینه ها شود ، و ارتقاء ارتقاء یافته محصولات الکترونیکی سبز. علاوه بر این ، استفاده از مواد پیزو الکتریک در فن آوری های انرژی نسل بعدی شروع به ظهور می کند. در دهه گذشته ، با توسعه دستگاه های الکترونیکی بی سیم و کم مصرف ، تحقیق و توسعه فناوری برداشت میکرو انرژی با استفاده از سرامیک پیزوالکتریک مورد توجه دولت ها ، موسسات و شرکت ها قرار گرفته است.

4. صنعت سرامیک دی الکتریک Microwave

سرامیک دی الکتریک مایکروویو سنگ بنای دستگاههای ارتباطی بی سیم است. به طور گسترده در ارتباطات موبایل ، ناوبری ، سیستم موقعیت یابی ماهواره جهانی ، ارتباطات ماهواره ای ، رادار ، تله متری ، فناوری بلوتوث و شبکه محلی بی سیم محلی (WLAN) و سایر زمینه ها استفاده می شود. مؤلفه هایی مانند فیلترها ، تشدید کننده ها و نوسان سازهای متشکل از سرامیک دی الکتریک مایکروویو به طور گسترده در شبکه های 5G مورد استفاده قرار می گیرند و کیفیت آنها تا حد زیادی عملکرد نهایی ، محدودیت اندازه و هزینه محصولات ارتباطی مایکروویو را تعیین می کند. مواد دی الکتریک الکترومغناطیسی مایکروویو با از دست دادن کم ، پایداری بالا و تعدیل در حال حاضر فناوری اصلی در جهان هستند. مواد سرامیکی دی الکتریک مایکروویو در مراحل اولیه توسعه در ایالات متحده ، ژاپن ، اروپا و سایر کشورها و سایر کشورها رقابت شدید را تشکیل داده بودند ، اما پس از آن ژاپن به تدریج در موقعیت غالب آشکار قرار گرفت. با توسعه سریع ارتباطات و ارتباطات مایکروویو نسل سوم ، ایالات متحده ، ژاپن و اروپا تنظیمات استراتژیک را برای توسعه این زمینه پیشرفته انجام داده اند. از روند توسعه اخیر ، ایالات متحده سرامیک دی الکتریک مایکروویو غیرخطی و فناوری سرامیکی دی الکتریک ثابت مایکروویو دی الکتریک را به عنوان یک تمرکز استراتژیک می گیرد ، اروپا بر روی مواد تشدید کننده فرکانس ثابت تمرکز می کند ، و ژاپن به مزایای صنعتی خود متکی است تا به طور جدی استاندارد سازی و بالا را ترویج کند. کیفیت سرامیک دی الکتریک مایکروویو. در حال حاضر ، سطح تولید مواد و دستگاه های دی الکتریک مایکروویو بالاترین در موراتا ژاپن ، شرکت Kyocera ، Ltd. ، شرکت TDK-EPC و شرکت Trans-Tech در ایالات متحده است.

5. صنعت سرامیک نیمه هادی

سرامیک نیمه هادی نوعی از مواد سرامیکی عملکرد اطلاعات است که می تواند مقادیر فیزیکی مانند رطوبت ، گاز ، نیرو ، گرما ، صدا ، نور و برق را به سیگنال های الکتریکی تبدیل کند که به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد و اصلی ترین ماده اصلی فناوری اینترنت چیزها است ، مانند ضریب دمای مثبت ترمیستور (PTC) ، ترمیستور ضریب دمای منفی (NTC) و واریستور و همچنین سنسورهای حساس به گاز و رطوبت. مقدار خروجی و خروجی سرامیک های حساس حرارتی و فشار بالاترین در مواد سرامیکی نیمه هادی است. در سطح بین المللی ، مواد و دستگاه های سرامیکی ترمیستور به ژاپن موراتا ، شرکت الکترونیک Shiura ، Ltd. ، گروه میتسوبیشی (میتسوبیشی) ، TDK-EPC ، شرکت Electronics Ishizuka ، Ltd. (Ishizuka) ، Vishay (Vishay) ، آلمان EPCOS (EPCOS) و سایر شرکت ها پیشرفته ترین فناوری سرامیک ، بزرگترین تولید ، کل تولید سالانه آنها حدود 60 ٪ تا 80 ٪ از کل جهان است و محصولات آنها از این است. کیفیت خوب و قیمت بالا. در سالهای اخیر ، دستگاه های نیمه هادی سرامیکی خارجی در جهت عملکرد بالا ، قابلیت اطمینان بالا ، دقت بالا ، تراشه چند لایه و مقیاس در حال توسعه هستند. در حال حاضر ، برخی از غول های سرامیک فنی برخی از دستگاه های سرامیکی نیمه هادی تراشه را بر اساس فناوری سرامیکی چند لایه راه اندازی کرده اند که در زمینه دستگاه های حساس به محصولات سطح بالا تبدیل شده اند.