電子陶瓷反思求變

金偲芮

先進陶瓷是新材料產業的重要分支，結構陶瓷、功能陶瓷、電子陶瓷等領域均在快速拓展。其中，電子陶瓷市場規模穩步增長，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、微波介質陶瓷、半導體陶瓷五大類細分賽道持續發力。

龐大需求與國產替代

陶瓷產品對人類社會的進步與發展貢獻良多，持續的研發使陶瓷產品性能不斷得到改善與延展，滲入人類生活的方方面面，信息時代陶瓷產品亦有其獨到的應用領域，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，通過結構設計、精確的化學計量、合適的成型方法和燒成制度而達到特定的性能，經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、光學、磁學等性質，以及硬度高、耐磨損、斷裂韌性高等優點，從而在電子、通訊、自動化、能源轉化和存儲等領域起到關鍵作用；按照應用范圍，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、醫療、航空、汽車等領域的重要基材。

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

我國電子陶瓷材料和元件領域逐漸形成較好的產業技術基礎，但針對高端電子陶瓷材料被日、美等國企業壟斷，國內產品多偏向中低端，一些關鍵材料技術、工藝技術及設備技術受制于人等產業痛點，中國工程院的周濟院士、李龍土院士建議，“將無源元件和關鍵電子陶瓷材料及無源電子元件納入國家半導體產業發展戰略布局中統籌考慮；增加研究人員和資金投入，強化研發力量；統籌規劃電子陶瓷材料與元器件產業鏈上下游企業，加強自主創新。”

“金剛鉆”與“瓷器活”

電子陶瓷作為無源電子元件的核心材料，其制備及加工技術是制約電子信息技術發展的重中之重。業界專家指出，“隨著電子信息產品進一步向寬帶化、小型化、集成化、移動化、綠色化方向發展，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展。”這也讓新一代的電子陶瓷材料需具備顯微結構細晶化、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、持續支持的產業，從規劃建設到盈利，開花結果三五年尋常；從籌備到批量化，九轉功成十年打磨普遍，需要多年后才實現盈利。總之，上馬精密陶瓷制造業需要謀定而后動。”國內電子陶瓷頭部企業中瓷電子董事長王強表示，“公司將深耕電子陶瓷領域，持續創新陶瓷材料體系，提升外殼設計和工藝能力，鞏固現有通信器件用電子陶瓷外殼、工業激光器用電子陶瓷外殼、汽車電子件產品領域，大力開發消費電子陶瓷產品，積極擴展新型電子陶瓷應用領域。”

此外，汽車電子市場是電子陶瓷下游實現高價值、高增長的重點所在，傳統燃油汽車的汽車電子如衛星定位系統、中央控制系統、無線電導航系統、車身穩定控制系統、ADAS等，這些系統的電控電路均大量使用車規電子陶瓷產品。新能源汽車的控制模塊相對更多、更復雜，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品。比如一枚硬幣大小的電子陶瓷環（學名“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電連接，在國內電子陶瓷企業技術取得突破之前，這一領域嚴重依賴國外產品。好在國內的安地亞斯電子陶瓷有限公司等企業在新能源汽車的陶瓷部件細分領域深耕研發取得成效，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企業生產，并且比亞迪已成立新材料公司，專事研發研究高容值、高電壓、高可靠性的新型陶瓷車載元器件滿足市場需求。車規產品雖多為中、大尺寸，但對于產品一致性、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企業的突破更為可喜。