“通信和汽车市场规模很大,仅在中国就有上万亿元规模。如果电子陶瓷的盘子想要做大,就必须要拥抱这两大行业,去探索新的应用。” 在由新之联伊丽斯主办、新材料在线®联合主办的“第五届上海先进陶瓷前沿与产业发展论坛”上,华为技术有限公司首席材料专家周彦昭表示。
以通信领域为例,5G基站的滤波器和PA产值占射频器件的80%~90%以上,而这两大部件均采用了电子陶瓷。另外,在非5G基站方面,Patch天线、LTCC元件、陶瓷基板、介质谐振器、陶瓷气体放电管等诸多部件也是电子陶瓷的重要应用场景。
不过,周彦昭认为,近几年国内电子陶瓷企业数量疯狂增长,加速了电子陶瓷同质化竞争和内卷,需要新的技术突破和差异化竞争,新入局企业才能更好地生存下去。
现场,他还分析了国产电子陶瓷行业目前存在的九大挑战。
挑战一,在电子陶瓷的高纯、超细、球形化、窄分布等高品质粉体方面,尚存在粉体及测试平台缺失的短板,业界需要完成粉体及测试平台的行业标准构建。
挑战二,半导体器件在电磁场和声学领域,都已经实现了EDA精准建模,而电子陶瓷在这一方面存在缺失,“需要尽快构建先进陶瓷的仿真建模能力,实现先进陶瓷微观晶相、玻璃相、气孔、机械以及电性的精准建模。”周彦昭表示。
挑战三,电子陶瓷产业需要突破现有的制造技术以降低成本。他表示,曾经一位供应商就针对金属谐振杆的生产,由原来的机加工制造改为冲压和冷镦,使得腔体滤波器价格从6000元降到了300元。“陶瓷产业要做大,需要先把成本降下来,让下游用得起。”
挑战四,针对电子陶瓷在半导体的应用,需要电子陶瓷与芯片设计及构建协同仿真能力。“如果不懂芯片设计,就是在闭门造车,因为客户用不了。”他表示,随着元器件集成化程度越来越高,半导体上下游应该联合起来设计,单打独斗的模式走不通。
挑战五,当前通讯的频率越来越高,最高频率已经到了太赫兹,电子陶瓷需要解决在高频条件下精确测量和表征的问题。
挑战六,在未来6G时代,频段范围非常宽,6G频段范围包括sub-6G、mm-wave、THz、可见光频谱等。业界需要对6G全频谱材料特性、测试、评价等进行深入研究。
挑战七,5G基站占运营商总成本支出的25%,未来基站节能和下电成为常态,这对材料提出节能技术要求。因此,对电子陶瓷材料的成本和长期可靠性均提出了更高要求。
挑战八,目前电子陶瓷缺乏一体化制造共享平台,业界每次新上一款产品,就需要新上产线,而这些设备都是重资产;然而电子行业周期波动大,常常导致设备闲置非常普遍。他建议,借鉴其它行业经验,实现平台化,让设备可以共享利用。
挑战九,电子陶瓷材料与器件的兼容性不足。周彦昭表示,原因在于元器件的工艺设备、技术标准等主要来自国外;此外,国内原材料在稳定性、一致性方面与国外相比存在差距。因此,两者兼容性不足,制约了国内电子陶瓷材料在元器件产品中的规模化应用。
“国产电子陶瓷如何告别内卷,构筑护城河?”周彦昭最后总结道,技术创新和应用的创新难度最大,但这是电子陶瓷产业升级唯一的出路。“呼吁业界保持开放、合作的态度,共建健康健壮的产业生态。”
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