新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室副主任 周济

信息化是21世纪重要的时代特征，信息功能陶瓷材料已经成为现代电子信息技术的重要基石。信息功能陶瓷以其高性能和应用的广泛性，日益成为许多新型电子元器件的重要关键基础材料，在国民经济和国防建设中占有十分重要的战略地位。

信息功能陶瓷应用广泛

功能陶瓷材料是一大类具有特殊电、磁、光、声，热、机械、化学或生物功能的介质材料。功能陶瓷材料依其性能分类，主要包括介电陶瓷、铁电陶瓷、压电陶瓷、半导体陶瓷、陶瓷超导体、磁性陶瓷、电光陶瓷、热释电陶瓷、微波介质陶瓷、荧光陶瓷、光催化陶瓷等。目前应用最广的是电子信息领域。随着电子信息产品进一步向小型化、集成化、宽带化的方向发展，信息功能陶瓷的细晶化、电磁特性的高频化、低温共烧陶瓷技术等将成为发展新一代片式电子元器件的关键技术，导致一系列新型电子元件和模块的出现。

信息功能陶瓷作为一大类对电、磁、光、声、热、力等信息具有检测、转换、存储、耦合和传输等功能的介质材料，广泛应用于电子信息、集成电路、计算机、自动控制、航空航天、海洋超声、通信技术、汽车和能源等近代高新技术领域。

技术迈向多层化、集成化

电子信息技术的集成化，微型化和智能化发展趋势，推动电子元器件在组装和运用方式上产生了新的变化，即插装向表面组装、模拟化向数字化、固定式向移动式、分离式向集成化转变。因此，功能陶瓷元器件的多层化、多层元件片式化、片式元件集成化和多功能化成为发展的主流。片式电容、片式电感和片式电阻是应用最为广泛三大无源元件，已经发展为规模化的产业群。其他功能各异的片式电子元件如片式驱动器、片式变压群、片式天线、片式传感器及片式换能器等发展也十分迅速。

移动通信和远距离通信技术的快速发展，对微波陶瓷介质材料及其微波谐振器，微波滤波器、微波电容器等提出了广阔的市场需求。压电陶瓷在超声和水声换能器、滤波器和点火器等领域已获得广泛应用，随着自动控制、机器人、空间技术、纳米测量和控制技术的发展需求，压电陶瓷微驱动器和超声微马达应运而生，与传统的电磁马达相比，它具有低转速、大力矩、高分辨、快响应、抗磁干扰等诸多优点。近年来，由于便携式、小型化、薄型化电子设备的发展，多层压电陶瓷变压器在液晶显示背光电源应用等方面显示其独特的优势，与线绕变压器相比，它具有结构简单、功率密度高、高升压比、小体积、短路时自动截止而不烧毁等特点，正成为压电陶瓷新的应用领域而备受关注。半导体敏感陶瓷作为热敏、压敏、气敏等传感器的重要材料持续发展，铁电压电陶瓷厚膜与薄膜材料在微电子机械和铁电存储器中的应用一直引人注目，压电微泵、微加速度计、微红外阵列探测器、微相声器、微开关以及薄膜微马达等是压电与微电子，铁电与半导体集成的典型应用，发展潜力巨大。

全球投资日趋活跃

由于功能陶瓷材料近年来强大的市场需求和战略地位，世界各国对功能陶瓷的研究与开发都给予了足够的重视。美国、日本和西欧一些国家都将功能陶瓷作为关键技术，投入大量经费进行研究和开发。从总体上看，美、日在功能陶瓷的研究方面居领先地位。功能陶瓷电子元件发展的重要趋势是小型化、微型化、片式化、模块化和集成化。这些趋势向陶瓷材料科学和技术提出了一系列挑战。因此，围绕上述应用目标开展的功能陶瓷材料的研究及产业化目前十分活跃。早在20世纪80年代，人们就开始探索无源元件的集成化问题。但直到世纪之交，由于低温共烧陶瓷(LTCC)等技术的突破才使无源集成技术进入了实用化和产业化阶段，并成为备受关注的技术制高点。

世界各国政府、产业界和军界对无源集成技术给以高度重视。美国科学基金委员会、国家标准计量局、国家航空和宇航局(NASA)、国防部等机构均投入大量经费开展无源集成技术以及相关的器件和模块的研制。欧共体通过其Brite-Euram框架，支持了“微波与电力模块的快速制造”研究计划(简称RAMP计划)；日本政府将无源集成技术列入到了政府优先支持的“关键技术中心计划”(Key Technology Center Program，JKTC)；德国政府启动了旨在推进用于卫星通信用集成模块的KERAMIS项目、旨在研究多功能无源集成模块的4M项目等。一些大型高技术企业，如美国杜邦公司、IBM公司、摩托罗拉公司，日本TDK公司、NEC公司、村田公司、3M公司、富士通公司，荷兰菲利普公司等均投入巨资参与无源集成技术的角逐。2001年，我国台湾工业巨头台塑集团以低温共烧陶瓷(LTCC)模块作为切入点，启动了“科技台塑”计划，他们通过购买美国高科技企业的技术，开发蓝牙模块和移动通信产品，进入了电子信息领域。由国际电子与封装协会(IEAPS)发起的旨在推动世界范围内无源集成技术发展的名为Ceramic Interconnect Initiative的计划(简称CII)得到了世界各国很多研究结构和企业的积极响应。

我国产业化需加速发展

我国的功能陶瓷材料及片式元器件产业化的总体水平落后于美日两国，与一些欧洲国家(英、德、法等)相近。但在某些具体材料研究方面(如无源电子元件用低烧功能陶瓷材料、高性能细晶铁电陶瓷材料等)，我国科学家的研究成果已处于国际领先水平。但是在实际应用、生产水平、工业化程度以及市场份额上与欧、美、日等发达国家仍然有相当大的差距。最近几年，在科技人员和各企业的努力下，特别是在国家的重点扶持下，再加上外来资金的引入，中国功能陶瓷的基础研究得到加强，企业结构得到调整，企业规模不断扩大，从而使得中国的电子陶瓷市场不断发展壮大。目前，我国已经在功能陶瓷材料领域聚集了雄厚的队伍和积累，处于厚积薄发的阶段，产业发展势头很猛。在电子陶瓷及其片式电容、电感器、电阻器件、陶瓷基板、光导纤维及其陶瓷光线连接器、高温超导陶瓷纤维等应用技术和产业化方面进展都非常顺利。现在，我国已经能够生产大多数的电子陶瓷，像IC基板、瓷介电容、电阻、电感、磁性材料、蜂鸣器、滤波器等压电陶瓷无线电频率元件已能大量生产，并且还占有一定的国际市场。但大部分产品的利润并不很高，产品的技术含量和附加值都相对较低，而且目前世界上最先进的超高利润的电子陶瓷产品我们没有能够占领市场，许多电子整机中的电子陶瓷元件仍需大量进口，如手机中使用的片式压电陶瓷滤波器等，国内市场很大，但全靠进口。因此，提升产品的技术含量和附加值，加大产品的利润率是电子陶瓷发展的关键和目标。只有在这些方面做得好的企业，才有可能在将来的电子陶瓷市场中独领风骚。

随着世界范围经济结构的调整和转移，我国的功能陶瓷材料和元件的市场正在迅速增长。发达国家电子整机生产逐渐向中国转移，为我国功能陶瓷材料和相关电子元件产业的发展提供了前所未有的发展机遇。把握机遇，发展优势，提高我国信息功能陶瓷的产业技术水平和自主创新能力，对于提高我国信息产业的总体水平有着重要的战略意义。