中國(guó)粉體網(wǎng)訊 先進(jìn)陶瓷是新材料產(chǎn)業(yè)的重要分支,結(jié)構(gòu)陶瓷,、功能陶瓷等領(lǐng)域均在快速拓展,。其中,,功能陶瓷占先進(jìn)陶瓷比例約為 75%,而電子陶瓷占功能陶瓷的80%,。受益市場(chǎng)需求增長(zhǎng)和政策紅利,,電子陶瓷市場(chǎng)規(guī)模穩(wěn)步增長(zhǎng)。
了解電子陶瓷
電子陶瓷的定義與分類(lèi)
廣義的電子陶瓷指“采用人工精制的無(wú)機(jī)粉末為原料,,通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),、精確的化學(xué)計(jì)量、合適的成型方法和燒成制度而達(dá)到特定的性能,,經(jīng)過(guò)加工處理使之符合使用要求尺寸精度的無(wú)機(jī)非金屬材料”,,具有獨(dú)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(diǎn),從而在電子,、通訊,、自動(dòng)化、能源轉(zhuǎn)化和存儲(chǔ)等領(lǐng)域起到關(guān)鍵作用,。
圖片來(lái)源:中瓷電子
從用途上來(lái)講,,電子陶瓷可以分為絕緣裝置陶瓷、離子陶瓷,、半導(dǎo)體陶瓷,、壓電陶瓷和電容器陶瓷5類(lèi)。各類(lèi)陶瓷的主要成份,、特性及主要應(yīng)用領(lǐng)域如下表所示,。
電子陶瓷種類(lèi)、特性及應(yīng)用領(lǐng)域
電子陶瓷產(chǎn)業(yè)鏈一覽
上游是原材料及設(shè)備供應(yīng)商,。涉及的原材料主要包括 3類(lèi) :
①氧化鋁,、氧化鋯等電子陶瓷粉體,部分已實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代,,代表企業(yè)有國(guó)瓷材料,、東方鋯業(yè)、江西賽瓷等。但仍有多種電子陶瓷粉體難以與國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品相媲美,,進(jìn)口為主,。
②銀漿、貴金屬等漿料,,大部分依賴進(jìn)口,。
③化學(xué)類(lèi)物品,主要從美國(guó)企業(yè)進(jìn)口,。電子陶瓷用生產(chǎn)設(shè)備主要指電子陶瓷粉體合成設(shè)備,、精密電子陶瓷薄膜流延機(jī)、熱壓燒結(jié)設(shè)備,、激光切割機(jī)等,,部分設(shè)備已經(jīng)實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化,進(jìn)口依賴性相對(duì)減小,。
中游主體的電子陶瓷生產(chǎn)企業(yè)參與者包括外資企業(yè),、大型國(guó)有企業(yè)以及中小民營(yíng)企業(yè),主要是從事電子陶瓷類(lèi)元件和產(chǎn)品的研發(fā),、加工和銷(xiāo)售,。中游產(chǎn)業(yè)鏈涉及企業(yè)均屬于資金密集和技術(shù)密集型企業(yè)。在研發(fā)和生產(chǎn)過(guò)程中,,由于電子陶瓷制備工藝相對(duì)復(fù)雜,,進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新突破,需要以研發(fā)技術(shù)人員和高精度自動(dòng)化設(shè)備作為支撐,。在制備過(guò)程中,,各環(huán)節(jié)都會(huì)影響電子陶瓷材料性能,行業(yè)壁壘相對(duì)高,,需要進(jìn)行規(guī)模集約化管理以降低成本,。
下游主要應(yīng)用于終端消費(fèi)電子產(chǎn)品、信息通信,、汽車(chē)工業(yè),、新能源、航天軍事等領(lǐng)域,,其作為我國(guó)新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展所需的關(guān)鍵戰(zhàn)略材料之一,,應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒉粩鄶U(kuò)展,需求將持續(xù)增長(zhǎng),。下游產(chǎn)業(yè)高速增長(zhǎng)將推動(dòng)電子陶瓷相關(guān)元器件的需求快速增長(zhǎng),。
龐大需求孕育了千億市場(chǎng)
與傳統(tǒng)材料相比,電子陶瓷具有傳統(tǒng)材料不可比擬的優(yōu)勢(shì),,其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大,,市場(chǎng)需求持續(xù)增長(zhǎng),。如對(duì)計(jì)算機(jī)、筆記本電腦,、平板電腦等領(lǐng)域產(chǎn)品的性能提升,,電子陶瓷取代部分金屬與塑料部件成為必然 ;在通訊領(lǐng)域,,隨著5G技術(shù)普及應(yīng)用,,萬(wàn)物互聯(lián)將成為趨勢(shì),必然會(huì)加大光傳感器,、5G通訊零部件,、晶振等電子陶瓷元器件需求的增長(zhǎng) ;隨著汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈智能化的到來(lái),,汽車(chē)電子產(chǎn)業(yè)迅速崛起,,對(duì)電子陶瓷元件需求量增大。以上相關(guān)行業(yè)的迅速發(fā)展,,必將直接拉動(dòng)電子陶瓷市場(chǎng)需求的快速增長(zhǎng),。
電子陶瓷外殼產(chǎn)品,來(lái)源:中瓷電子
我國(guó)電子陶瓷市場(chǎng)規(guī)模從2014年的346.6億元增長(zhǎng)至2020年的 756.4億元,,年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)13.7%,,電子陶瓷元器件總體需求處于上升發(fā)展期。
在未來(lái)5年,,隨著國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)口速度加快,,我國(guó)電子陶瓷市場(chǎng)規(guī)模將繼續(xù)保持高速增長(zhǎng)趨勢(shì)。經(jīng)機(jī)構(gòu)預(yù)算,,2023年我國(guó)電子陶瓷市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到1145億元。
中國(guó)電子陶瓷市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)(億元)
電子陶瓷全球競(jìng)爭(zhēng)格局
目前,,全球電子陶瓷市場(chǎng)主要由國(guó)外電子陶瓷廠商占據(jù),,具體包括日本村田、日本京瓷,、德山化工,、住友化學(xué)、日本堺化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社,、美國(guó)福祿公司(Ferro),、日本NCI、日本東邦,、日本TDK,、美國(guó)羅杰斯公司、德國(guó)賽瑯泰克等,。
圖片來(lái)源:三環(huán)集團(tuán)
從技術(shù)創(chuàng)新看,,電子陶瓷材料的關(guān)鍵核心制備技術(shù)仍由歐美、日、韓廠商掌控,。從市場(chǎng)份額看,,日本企業(yè)生產(chǎn)的電子陶瓷種類(lèi)最多、綜合性能最優(yōu),、應(yīng)用領(lǐng)域最廣,、產(chǎn)量最大,在世界電子陶瓷市場(chǎng)占有率遙遙領(lǐng)先(約占50%份額),;美國(guó)電子陶瓷產(chǎn)業(yè)化發(fā)展進(jìn)程略慢于日本,,約占全球電子陶瓷市場(chǎng)份額的30%,位居第2 ,;歐盟方面則比較重視節(jié)能環(huán)保型的電子陶瓷材料的開(kāi)發(fā),,其電子陶瓷占比約為全球份額的10%。
全球電子陶瓷市場(chǎng)份額
我國(guó)電子陶瓷產(chǎn)業(yè)起步較晚,,相比于美國(guó)和日本等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家尚存在較大差距,,對(duì)于電子陶瓷的研發(fā)仍任重道遠(yuǎn)。國(guó)內(nèi)外部分重點(diǎn)電子陶瓷企業(yè)及重點(diǎn)產(chǎn)品如下表所示,。
國(guó)內(nèi)外部分重點(diǎn)電子陶瓷企業(yè)及重點(diǎn)產(chǎn)品
存在的主要問(wèn)題
由于電子陶瓷制備具有較高的技術(shù)壁壘,,該行業(yè)長(zhǎng)期被美國(guó)、日本及歐洲的相關(guān)公司所壟斷,。雖然我國(guó)部分電子陶瓷在理論研究和實(shí)驗(yàn)水平方面已經(jīng)達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平,,但與歐美和日本等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家相比尚屬起步階段,未來(lái)發(fā)展空間廣闊,。目前,,與國(guó)外相比,我國(guó)電子陶瓷行業(yè)存在的問(wèn)題及差距主要有以下4個(gè)方面,。
1,、高端粉體制備技術(shù)短板
在電子陶瓷制備工藝中,粉體質(zhì)量是關(guān)鍵,。制約我國(guó)電子陶瓷產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要瓶頸是制備高純,、高性能、超細(xì)陶瓷粉體的技術(shù),。
目前,,日本是全球電子陶瓷粉體的最大生產(chǎn)國(guó)(約65%市場(chǎng)份額),其中日本堺化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社(Sakai)是全球電子陶瓷粉體材料的最大生產(chǎn)商,,約占全球市場(chǎng)份額的28%,。其次是美國(guó)福祿公司(Ferro)和日本碳素株式會(huì)社(日本NCI),分別占比約28%,、14%,。山東國(guó)瓷功能材料股份有限公司,、日本富士鈦工業(yè)株式會(huì)社(日本FujiTi)、日本共立材料株式會(huì)社(日本KCM),、日本東邦電子株式會(huì)社(日本東邦)分別占約8%,,8%,6% ,。
全球電子陶瓷粉生產(chǎn)企業(yè)市場(chǎng)份額
從全球市場(chǎng)占有份額來(lái)看,,我國(guó)高端電子陶瓷粉體制備技術(shù)尚未完全突破,主要依賴進(jìn)口,。例如,,對(duì)于99.99%的高純氧化鋁粉而言,日本企業(yè)生產(chǎn)的氧化鋁粉體在1300℃即可實(shí)現(xiàn)燒結(jié),,而國(guó)內(nèi)企業(yè)的燒結(jié)溫度則需達(dá)到1600℃以上 ,;對(duì)于高純氮化硅粉體,目前仍受制于日本宇部興產(chǎn)株式會(huì)社等公司,,亟待在粉體質(zhì)量一致性的研發(fā)上下功夫,。
2、電子陶瓷制造裝備水平有待提高
雖然我國(guó)可以引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的電子陶瓷制造裝備來(lái)提升制備技術(shù)水平,,但投資金額大,,在一定程度上限制了國(guó)內(nèi)電子陶瓷行業(yè)的發(fā)展。另外,,我國(guó)電子陶瓷用國(guó)產(chǎn)化制造裝備以仿制居多,,關(guān)鍵制備技術(shù)尚未完全掌握,導(dǎo)致部分電子陶瓷產(chǎn)品的可靠一致性下降,,難以與國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng),。因此,我國(guó)電子陶瓷裝備制備水平是制約國(guó)內(nèi)電子陶瓷行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素之一,。
3,、新產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化效率低
全球共有 200多種陶瓷材料及2000多種應(yīng)用產(chǎn)品。對(duì)于國(guó)內(nèi)電子陶瓷行業(yè)而言,,絕大部分仍停留在實(shí)驗(yàn)室階段,距離產(chǎn)業(yè)化目標(biāo)還存在較大距離,,尚未實(shí)現(xiàn)產(chǎn)學(xué)研的有機(jī)結(jié)合,。另外,部分產(chǎn)品由于制備成本及可靠性等問(wèn)題難以普及,,所以我國(guó)在新產(chǎn)品的研發(fā)應(yīng)用方面需加快趕超步伐,。
4、行業(yè)缺乏頭部規(guī)模企業(yè)
我國(guó)電子陶瓷相關(guān)企業(yè)超過(guò)300家,,但大部分為中小微企業(yè)(約占70%),,且產(chǎn)品單一,,生產(chǎn)成本較高,欠缺市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,。另外,,在研發(fā)過(guò)程中,缺乏自主創(chuàng)新 ,;采用粗放發(fā)展的方式導(dǎo)致了產(chǎn)品產(chǎn)能過(guò)剩,。例如近年來(lái),泡沫陶瓷,、陶瓷刀具“供大于求”,,部分中小企業(yè)生存困難,甚至倒閉,。
電子陶瓷發(fā)展的重點(diǎn)方向
1,、小型化&微型化
為滿足電子信息化技術(shù)的需求,器件的小型化,、微型化已成為發(fā)展趨勢(shì),,各類(lèi)以電子陶瓷材料為基礎(chǔ)的無(wú)源元器件提出了更高的性能要求,這也是限制整機(jī)小型化,、微型化的實(shí)現(xiàn)瓶頸,。
目前,小型化,、微型化電子陶瓷元器件市場(chǎng)需求非常大,,如片式多層熱敏電阻、片式壓敏電阻,、多層壓電陶瓷變壓器,、片式電感類(lèi)器件等。當(dāng)前片式化功能陶瓷元器件是構(gòu)成電子陶瓷無(wú)源器件的主要部分,,因此加強(qiáng)陶瓷元器件小型化與微型化研究是電子陶瓷發(fā)展重點(diǎn)方向之一,。
2、高頻化&頻率系列化
隨著通信終端設(shè)備的小型化和便攜化,,高性能微波介電陶瓷的地位愈發(fā)重要,,同時(shí)提出了對(duì)微波陶瓷介質(zhì)材料及其微波諧振器、微波電容器,、微波濾波器等更高性能的要求,。因此,新型電子元器件領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)是開(kāi)發(fā)工作頻率可以達(dá)到高,、中,、低系列化的電子陶瓷材料。
3,、集成化&模塊化
隨著電子產(chǎn)品的功能多樣化,、集成高度化,、數(shù)字化及低成本化的發(fā)展要求,電子陶瓷元器件必然向小型化,、功能集成化,、器件組合化及低成本化方向發(fā)展,。要想實(shí)現(xiàn)電子陶瓷的小型化、功能集成化,,關(guān)鍵在于先進(jìn)異質(zhì)材料共燒技術(shù)與低溫共燒陶瓷技術(shù),,這是目前電子陶瓷領(lǐng)域的重要研究方向。
4,、功能復(fù)合化&多樣化
隨著電子信息市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加劇,,單一功能電子陶瓷元件已難以滿足性能需求。將電子陶瓷與其它材料(半導(dǎo)體,、金屬等)結(jié)合起來(lái)制成復(fù)合電子陶瓷以滿足電子元器件在不同領(lǐng)域的應(yīng)用需求,,成為電子陶瓷發(fā)展的必然趨勢(shì)。因此加強(qiáng)復(fù)合電子陶瓷的開(kāi)發(fā)是當(dāng)前研究重點(diǎn)之一,,這為電子陶瓷器件化提供重要的技術(shù)支撐,。
5、無(wú)鉛化&環(huán)境友好化
為滿足人類(lèi)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展以及環(huán)保的要求,,加強(qiáng)對(duì)環(huán)境友好電子陶瓷的開(kāi)發(fā)成為電子陶瓷材料研究重點(diǎn)之一,。如發(fā)展非鉛系的壓電陶瓷來(lái)替代當(dāng)前用鋯鈦酸鉛體系則具有重大意義。
促進(jìn)電子陶瓷產(chǎn)業(yè)發(fā)展的幾點(diǎn)建議
(1)加強(qiáng)國(guó)家政策支持,。我國(guó)電子陶瓷行業(yè)內(nèi)企業(yè)的核心技術(shù)基本依靠引進(jìn),,缺乏一定的自主創(chuàng)新能力,這必然會(huì)限制企業(yè)發(fā)展,,也難以提高其產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,。因此,我國(guó)要進(jìn)一步加強(qiáng)電子陶瓷發(fā)展政策支持,,提升國(guó)內(nèi)資本吸引力,,加大研發(fā)資金支持力度,培育中國(guó)品牌,,實(shí)施大公司戰(zhàn)略,,促進(jìn)國(guó)內(nèi)的相關(guān)企業(yè)做大做強(qiáng),。
(2)加強(qiáng)基礎(chǔ)研發(fā)創(chuàng)新,提升國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力,,增加研究人員和資金投入,,總體上強(qiáng)化研發(fā)力量,加強(qiáng)各研究單位直接的聯(lián)系和交流協(xié)作,,開(kāi)創(chuàng)一個(gè)以新材料研究為基礎(chǔ),,又有較強(qiáng)器件應(yīng)用研究背景與研究能力的綜合研究開(kāi)發(fā)體;建立能將成果及時(shí),、有效轉(zhuǎn)化和具體實(shí)現(xiàn)“產(chǎn)學(xué)研”相結(jié)合的有效機(jī)制,。
(3)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),強(qiáng)化原材料供應(yīng)鏈以保證高純,、高穩(wěn)定性電子陶瓷前驅(qū)體的供應(yīng),,大力開(kāi)展高端工藝裝備的研發(fā),加強(qiáng)無(wú)源元件和整機(jī)產(chǎn)業(yè)設(shè)計(jì)的自主創(chuàng)新,,加強(qiáng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的建設(shè),。
資料來(lái)源:
[1]朱宇平.新一代信息技術(shù)背景下我國(guó)電子陶瓷的發(fā)展機(jī)遇和挑戰(zhàn)
[2]周濟(jì)等.我國(guó)電子陶瓷技術(shù)發(fā)展的戰(zhàn)略思考
[3]中瓷電子(003031)背靠中電科十三所, 國(guó)產(chǎn)電子陶瓷外殼最強(qiáng)音.東吳證券
[4]中瓷電子(003031)高端電子陶瓷外殼“一枝獨(dú)秀”.興業(yè)證券
(中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/山川)
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