สถานะปัจจุบันและแนวโน้มของเทคโนโลยีอุตสาหกรรมเซรามิกส์อิเล็กทรอนิกส์ระหว่างประเทศ

จากระดับเทคนิคของอุตสาหกรรมเซรามิกอิเล็กทรอนิกส์ทั่วโลกญี่ปุ่นและสหรัฐอเมริกาอยู่ในตำแหน่งผู้นำในโลก ในหมู่พวกเขาญี่ปุ่นด้วยการผลิตระดับสูงและเทคโนโลยีการเตรียมการขั้นสูงมีตำแหน่งที่โดดเด่นในตลาดเซรามิกอิเล็กทรอนิกส์โลกคิดเป็นมากกว่า 50% ของตลาดเซรามิกอิเล็กทรอนิกส์โลก สหรัฐอเมริกามีพลังที่แข็งแกร่งในการวิจัยขั้นพื้นฐานและการพัฒนาวัสดุใหม่และให้ความสนใจกับเทคโนโลยีที่ทันสมัยของผลิตภัณฑ์และการประยุกต์ในสนามทหารเช่นอคูสติกใต้น้ำไฟฟ้าออพติกออปโตอิเล็กทรอนิกส์เทคโนโลยีอินฟราเรด . นอกจากนี้การพัฒนาอย่างรวดเร็วของเกาหลีใต้ในสาขาเซรามิกอิเล็กทรอนิกส์ได้ดึงดูดความสนใจ

1. อุตสาหกรรมตัวเก็บประจุเซรามิกหลายชั้น (MLCC)

พื้นที่การใช้งานหลักของเซรามิกอิเล็กทรอนิกส์คือส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์แบบพาสซีฟ MLCC เป็นหนึ่งในส่วนประกอบแบบพาสซีฟที่ใช้มากที่สุดส่วนใหญ่ใช้ในการแกว่งเครื่องอิเล็กทรอนิกส์ทุกชนิดการมีเพศสัมพันธ์วงจรบายพาสตัวกรองสนามแอปพลิเคชันเกี่ยวข้องกับเครื่องมือวัดอัตโนมัติเครื่องใช้ในบ้านดิจิตอลเครื่องใช้ยานยนต์การสื่อสารคอมพิวเตอร์และอุตสาหกรรมอื่น ๆ MLCC ครองตำแหน่งที่สำคัญมากขึ้นในอุตสาหกรรมการผลิตอิเล็กทรอนิกส์ระหว่างประเทศโดยเฉพาะอย่างยิ่งกับความต้องการที่เพิ่มขึ้นจากอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคการสื่อสารคอมพิวเตอร์เครือข่ายยานยนต์ลูกค้าอุตสาหกรรมและการป้องกันประเทศตลาดโลกเข้าถึงได้หลายพันล้านดอลลาร์ 10% ถึง 15% ต่อปี ตั้งแต่ปี 2560 มีการเพิ่มขึ้นหลายครั้งสำหรับผลิตภัณฑ์ MLCC เนื่องจากอุปสงค์และอุปทาน

Multilayer Ceramic Capacitors

ญี่ปุ่นเป็นผู้ผลิต MLCC รายใหญ่ทั่วโลกและ Nurata, Kyocera, Taiyo Yuden, TDK-EPC, Samsung Electric Co. , Ltd, Ltd (Semco) และ บริษัท ไต้หวัน Huaxin Technology Co. , Ltd., Guoju Co. , Ltd. เป็นผู้ผลิต MLCC ที่มีชื่อเสียงของโลก

แนวโน้มการพัฒนากระแสหลักของ MLCC คือการย่อขนาดกำลังการผลิตขนาดใหญ่ชั้นบาง ๆ การสร้างโลหะฐานและความน่าเชื่อถือสูงซึ่งเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องกับการสร้างโลหะพื้นฐานของขั้วไฟฟ้าภายในได้พัฒนาอย่างรวดเร็วที่สุดในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา การใช้อิเล็กโทรดภายในโลหะฐานเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดในการลดต้นทุนของ MLCC และเทคโนโลยีสำคัญในการตระหนักถึงการสร้างโลหะพื้นฐานคือการพัฒนาของพอร์ซเลนแบเรียมไททาเนตลดประสิทธิภาพการทำงานสูง ญี่ปุ่นได้เสร็จสิ้นการพัฒนาเทคโนโลยีนี้ในช่วงต้นศตวรรษที่ 21 และยังคงเป็นผู้นำของโลก ขนาดเล็กของขนาดเป็นแนวโน้มหลักในการพัฒนา MLCC ด้วยการพัฒนาที่เพิ่มขึ้นของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในทิศทางของการย่อขนาดและแบบพกพาการอัพเกรดผลิตภัณฑ์นั้นรวดเร็วและความต้องการผลิตภัณฑ์ขนาดเล็กนั้นแข็งแกร่งดังแสดงในรูปที่ 1 เทคโนโลยีวัสดุพื้นฐานสำหรับส่วนประกอบขนาดเล็กคือเทคโนโลยีการผอมบาง . ในปัจจุบัน บริษัท ญี่ปุ่นอยู่ในตำแหน่งผู้นำในโลกและความหนาของ MLCC monolayers ที่ผลิตโดยพวกเขาได้ถึง 1µm ซึ่งระดับการวิจัยและการพัฒนาของ Murata และ Sunlure Co. , Ltd. ในตำแหน่งสูงสุดถึง 0.3 µm พื้นฐานของการเลเยอร์บางอิเล็กทริกคือการทำให้ผอมบางของวัสดุอิเล็กทริก ในขณะที่ความหนาของชั้นเดียวของส่วนประกอบ MLCC แบบบาง ๆ ที่มีความจุสูงจะค่อยๆลดลงเพื่อให้แน่ใจว่าความน่าเชื่อถือของส่วนประกอบแบเรียมไททาเนตเป็นเฟสผลึกหลักของสื่อเซรามิก MLCC จะต้องได้รับการปรับปรุงเพิ่มเติมจาก 200 ~ 300 นาโนเมตร ถึง 80 ~ 150nm แนวโน้มการพัฒนาในอนาคตคือการเตรียมวัสดุแบเรียมไททาเนตที่มีขนาดอนุภาค≤ 150nm เป็นวัสดุเฟสผลึกหลักของชั้นอิเล็กทริก MLCC

2. อุตสาหกรรมตัวเหนี่ยวนำชิป

ตัวเหนี่ยวนำชิปเป็นอีกประเภทหนึ่งของส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์แบบพาสซีฟที่มีความต้องการจำนวนมากและเป็นเทคโนโลยีที่ซับซ้อนที่สุดของส่วนประกอบชิปแบบพาสซีฟทั้งสามประเภทและวัสดุหลักคือเซรามิกแม่เหล็ก (เฟอร์ไรต์) ในปัจจุบันความต้องการทั้งหมดสำหรับตัวเหนี่ยวนำชิปในโลกอยู่ที่ประมาณ 1 ล้านล้านและอัตราการเติบโตประจำปีมากกว่า 10% ในการพัฒนาและการผลิตตัวเหนี่ยวนำชิปผลผลิตการผลิตของญี่ปุ่นคิดเป็นประมาณ 70% ของทั้งหมดของโลก ในหมู่พวกเขา TDK-EPC, Murata และ Suntrap Co. , Ltd. มีเทคโนโลยีที่ทันสมัยอยู่เสมอในสาขานี้ ตามสถิติของ Industry Intelligence Network (IEK) ในตลาดการเหนี่ยวนำทั่วโลก, TDK-EPC, Suntrap Co. , Ltd. และ Murata สาม บริษัท รวมกันคิดเป็นประมาณ 60% ของตลาดโลก แนวโน้มหลักในการพัฒนาตัวเหนี่ยวนำชิปรวมถึงขนาดเล็กการเหนี่ยวนำสูงพลังงานสูงความถี่สูงความเสถียรสูงและความแม่นยำสูง แกนกลางของเทคโนโลยีคือเฟอร์ไรต์แม่เหล็กอ่อนและวัสดุขนาดกลางที่มีลักษณะการเผาที่อุณหภูมิต่ำ

3. อุตสาหกรรมเซรามิกส์ Piezoelectric ประสิทธิภาพสูง

เซรามิก Piezoelectric เป็นวัสดุแลกเปลี่ยนพลังงานที่สำคัญพร้อมคุณสมบัติการมีเพศสัมพันธ์ทางไฟฟ้าที่ยอดเยี่ยม พวกเขาใช้กันอย่างแพร่หลายในข้อมูลอิเล็กทรอนิกส์การแลกเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าการควบคุมอัตโนมัติ MEMS และเครื่องมือชีวการแพทย์ เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดของแอปพลิเคชันใหม่อุปกรณ์ Piezoelectric กำลังพัฒนาไปในทิศทางของหลายชั้น, ชิปและ miniaturization ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาอุปกรณ์ piezoelectric ใหม่บางอย่างเช่นหม้อแปลงไฟฟ้าแบบหลายชั้น piezoelectric ไดรเวอร์ piezoelectric หลายชั้นและอุปกรณ์ความถี่ชิป piezoelectric ได้รับการพัฒนาและใช้กันอย่างแพร่หลายในสนามไฟฟ้าไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์

ในเวลาเดียวกันในแง่ของวัสดุใหม่การพัฒนาเซรามิก piezoelectric ที่ปราศจากตะกั่วได้สร้างความก้าวหน้าที่ยอดเยี่ยมซึ่งอาจทำให้เซรามิกส์ piezoelectric ที่ปราศจากตะกั่วแทนที่ zirconate titanate (PZT) เซรามิกที่ใช้ piezoelectric ในหลาย ๆ สาขา ของผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์สีเขียว นอกจากนี้การประยุกต์ใช้วัสดุ piezoelectric ในเทคโนโลยีพลังงานรุ่นต่อไปเริ่มปรากฏขึ้น ในทศวรรษที่ผ่านมาด้วยการพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ไร้สายและพลังงานต่ำการวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีการเก็บเกี่ยวพลังงานขนาดเล็กโดยใช้เซรามิกส์แบบ piezoelectric ได้รับความสนใจอย่างมากจากรัฐบาลสถาบันและองค์กร

4. อุตสาหกรรมเซรามิกอิเล็กทริก Microwave

เซรามิกอิเล็กทริกไมโครเวฟเป็นรากฐานที่สำคัญของอุปกรณ์สื่อสารไร้สาย ใช้กันอย่างแพร่หลายในการสื่อสารมือถือการนำทางระบบตำแหน่งดาวเทียมทั่วโลกการสื่อสารผ่านดาวเทียมเรดาร์เรดาร์เทคโนโลยีบลูทู ธ และเครือข่ายพื้นที่ท้องถิ่นไร้สาย (WLAN) และสาขาอื่น ๆ ส่วนประกอบต่าง ๆ เช่นตัวกรอง, resonators และ oscillators ที่ประกอบด้วยเซรามิกอิเล็กทริกไมโครเวฟมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในเครือข่าย 5G และคุณภาพของพวกเขาส่วนใหญ่กำหนดประสิทธิภาพขั้นสุดท้ายขีด จำกัด ขนาดและต้นทุนของผลิตภัณฑ์สื่อสารไมโครเวฟ วัสดุอิเล็กทริกแม่เหล็กไฟฟ้าไมโครเวฟที่มีการสูญเสียต่ำความเสถียรสูงและการปรับเปลี่ยนเป็นเทคโนโลยีหลักของโลก วัสดุเซรามิกอิเล็กทริกไมโครเวฟในระยะแรกของการพัฒนาได้ทำการแข่งขันที่รุนแรงในสหรัฐอเมริกาญี่ปุ่นยุโรปและประเทศและภูมิภาคอื่น ๆ แต่จากนั้นญี่ปุ่นก็ค่อยๆอยู่ในตำแหน่งที่ชัดเจน ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของการสื่อสารมือถือรุ่นที่สามและการสื่อสารด้วยไมโครเวฟข้อมูลสหรัฐอเมริกาญี่ปุ่นและยุโรปได้ทำการปรับเปลี่ยนเชิงกลยุทธ์สำหรับการพัฒนาสาขาไฮเทคนี้ จากแนวโน้มการพัฒนาเมื่อเร็ว ๆ นี้สหรัฐอเมริกาใช้เซรามิกอิเล็กทริกไมโครเวฟแบบไม่เชิงเส้นและเทคโนโลยีอิเล็กทริกเซรามิกคงที่ไดอิเล็กตริกสูงไดอิเล็กทริกเป็นจุดสนใจเชิงกลยุทธ์ยุโรปมุ่งเน้นไปที่วัสดุเรโซเนเตอร์ความถี่คงที่และญี่ปุ่นต้องอาศัยข้อได้เปรียบทางอุตสาหกรรมเพื่อส่งเสริมมาตรฐานและสูง คุณภาพของเซรามิกอิเล็กทริกไมโครเวฟ ในปัจจุบันระดับการผลิตของวัสดุอิเล็กทริกไมโครเวฟและอุปกรณ์สูงที่สุดใน Murata, Kyocera Co. , Ltd., บริษัท TDK-EPC และ บริษัท ทรานส์เทคโนโลยีในสหรัฐอเมริกา

5. อุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์เซมิคอนดักเตอร์

เซมิคอนดักเตอร์เซมิคอนดักเตอร์เป็นวัสดุเซรามิกฟังก์ชั่นข้อมูลที่สามารถแปลงปริมาณทางกายภาพเช่นความชื้นก๊าซแรงความร้อนเสียงแสงและไฟฟ้าเป็นสัญญาณไฟฟ้าซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายและเป็นวัสดุพื้นฐานหลักของอินเทอร์เน็ตเทคโนโลยีสิ่งต่าง ๆ เช่นค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิเชิงบวกเทอร์มิสเตอร์ (PTC), ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิเทอร์มิสเตอร์ (NTC) และ Varistor รวมถึงเซ็นเซอร์ที่ไวต่อก๊าซและความชื้น ค่าเอาท์พุทและเอาต์พุตของเซรามิกความร้อนและความดันที่ไวต่อแรงดันสูงที่สุดในวัสดุเซรามิกเซมิคอนดักเตอร์ ในระดับสากลวัสดุและอุปกรณ์เซรามิกเทอร์มิสเตอร์ไปยังญี่ปุ่น Murata, Shiura Electronics Co. , Ltd., Mitsubishi Group (Mitsubishi), TDK-EPC, Ishizuka Electronics Co. , Ltd. (Ishizuka), Vishay (Vishay), Germany EPCOS (EPCOS) และ บริษัท อื่น ๆ เป็นเทคโนโลยีเซรามิกที่ทันสมัยที่สุดผลผลิตที่ใหญ่ที่สุดผลผลิตรายปีทั้งหมดของพวกเขาคิดเป็นประมาณ 60% ถึง 80% ของทั้งหมดของโลกและผลิตภัณฑ์ของพวกเขา คุณภาพดีและราคาสูง ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์เซรามิกต่างประเทศกำลังพัฒนาไปในทิศทางของประสิทธิภาพสูงความน่าเชื่อถือสูงความแม่นยำสูงชิปหลายชั้นและสเกล ในปัจจุบันยักษ์ใหญ่ด้านเทคนิคของเซรามิกส์ได้เปิดตัวอุปกรณ์เซรามิกชิปเซมิคอนดักเตอร์บางส่วนที่ใช้เทคโนโลยีเซรามิกหลายชั้นซึ่งได้กลายเป็นผลิตภัณฑ์ระดับไฮเอนด์ในด้านอุปกรณ์ที่มีความละเอียดอ่อน