先进陶瓷是新材料产业的重要分支，结构陶瓷、功能陶瓷等领域均在快速拓展。其中，功能陶瓷占先进陶瓷比例约为 75%，而电子陶瓷占功能陶瓷的80%。受益市场需求增长和政策红利，电子陶瓷市场规模稳步增长。

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电子陶瓷的定义与分类

现代的新型特种陶瓷，基于材料的力学和结构用途的陶瓷，被称为结构陶瓷，而基于电、磁、光、声、热、力学、化学或生物功能及功能间相互转化用途的陶瓷材料，则被称为功能陶瓷。其中，主要用于电、磁方面的陶瓷材料，是功能陶瓷的最大的细分分支，被称为电子陶瓷。

电子陶瓷是无源电子元器件的核心材料，广泛用于3C电子、通讯、自动控制、信息计算机、激光、医疗、机械、汽车、航空、航天、核技术和生物技术等众多高技术领域中，有着显著的社会效益和客观的经济效益，是经济发达国家、地区的优先发展对象。

电子陶瓷按其应用及功能可分为：绝缘装置瓷、介电陶瓷、半导体陶瓷、压电陶瓷、超导陶瓷等。

1、绝缘装置瓷

绝缘装置瓷具有优良的电绝缘性能，主要用来隔绝、支撑、保护电路上的电子线路，防止短路，并快速疏散电路产生的热量，是制造电子元器件、部件和电路的基体、外壳、固定件和绝缘零件等的陶瓷材料。

随着电气电子设备向高功率、高度集成化及小型化的发展，尤其是SiC等第三代半导体材料的发展，设备单位体积内的热量暴增，高导热的绝缘基片材料备受关注。目前高导热的陶瓷基板材料主要有氧化铝（Al2O3）、氮化铝（AlN）、氮化硼（BN）、氧化铍（BeO）和氮化硅（Si3N4）。

其中氮化硅基板因其远高于氮化铝和氧化铝的机械强度、断裂韧性和不逊于氮化铝的理论热导率，在作为基板时有极高的可靠性，是最有前途的适应第三代半导体的基板材料，但受制于材料加工工艺，相比于国外，国内氮化硅基板的产业化还有待发展等。

2、介电陶瓷

介电陶瓷和绝缘陶瓷本质上属于同一类陶瓷，但是与绝缘陶瓷不同的是，介电陶瓷主要利用材料的介电性能，通过控制陶瓷的介电性质，使之具有较高的介电常数、较低的介质损耗和适当的介电常数温度系数。

三种陶瓷基板性能比较

介电陶瓷是电子陶瓷中产量最大的一支，主要用于陶瓷电容器和微波介质陶瓷。陶瓷电容器种类繁多，有低频的BaTiO3系瓷料，高频的MgTiO3、CaTiO3系瓷料，高压大容量的SrTiO3系瓷料等等。目前，国内外已根据这些陶瓷材料的介电性能成系列的生产，以满足不同的需要。

而微波介质陶瓷的种类也不少，主要用途是用作微波介质谐振器及微波集成电路基片等，有ε≈20的（Mg,Ca）TiO3系，ε在30～40之间的BaO•4TiO2系、2BaO•TiO2系、Pb（Mg,Nb）O3系、Pb（Zn,Nb）O3系、Ba（Zn,Nb）O3系、Ba（Sr,Ta）O3系，以及ε=70～90的BaO-Nd2O3-TiO2、BaO-Sm2O3-TiO2等稀土混晶系等。

3、半导体陶瓷

在陶瓷中掺杂一些不同电价的元素，使陶瓷的晶粒或晶界具有半导体特性，这种电子陶瓷被称作半导体陶瓷。半导体陶瓷的电导率会因外界条件（湿度、气体、力、热、声、光、电等）的变化而发生显著的变化，从而将外界环境的物理量变化转变为电信号。

半导体陶瓷可被用于制成各种用途的敏感元件，其中正温度系数热敏电阻（PTC，以钛酸钡、锶、铅等为主要材料，掺杂稀土元素等）、负温度系数热敏电阻（NTC，以锰、钴、镍和铜等金属氧化物为主要材料）、压敏电阻（最常用的为氧化锌型）、气体传感器、湿度传感器等是物联网技术的主要基础材料，并且热敏陶瓷和压敏陶瓷的产量和产值最高。

4、压电陶瓷

压电陶瓷是指具有压电效应的电子陶瓷，能在受到压力后将压力转化成电能，也能在电场的作用下发生形变，将电能转化成机械能，是一种重要的能量交换材料，其机电耦合性能优异，广泛应用于电子信息、机电能量交换、自动控制、MEMS、生物医学仪器等领域。常用的压电陶瓷材料有钛酸钡（BaTiO3）一类的单元系压电陶瓷和锆钛酸铅（PZT）一类的二元系压电陶瓷。

在日常生活中，压电陶瓷可用于点火器、拾音器、传声器、手机耳机、蜂鸣器、电子音乐贺卡等，而机电耦合系数近于钛酸钡（BaTiO3）的一倍的锆钛酸铅（PZT）压电陶瓷的出现，使得压电器件从传统的换能器及滤波器扩展到引燃引爆装置、电压变压器及压电发电装置等。

5、超导陶瓷

超导现象，是指在某一临界温度下物体电阻为零的现象，可以用来作为电力输送与超导磁铁之用。虽然许多物质在接近0K的温度都具有超导性，但陶瓷超导体的临界温度极高，在液态氮冷却（77K）的情况下就可以呈现超导现象，大幅降低冷却成本。高临界温度（90K以上）的超导陶瓷材料，主要是钇钡铜氧化物系列，组成有YBa2Cu3O7-δ，Bi2Sr2Ca2Cu3O10，Ti2Ba2Ca2Cu3O10等。

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电子陶瓷产业链一览

上游是原材料及设备供应商。涉及的原材料主要包括 3类 ：

①氧化铝、氧化锆等电子陶瓷粉体，部分已实现国产替代，代表企业有国瓷材料、东方锆业、江西赛瓷等。但仍有多种电子陶瓷粉体难以与国外同类产品相媲美，进口为主。

②银浆、贵金属等浆料，大部分依赖进口。

③化学类物品，主要从美国企业进口。电子陶瓷用生产设备主要指电子陶瓷粉体合成设备、精密电子陶瓷薄膜流延机、热压烧结设备、激光切割机等，部分设备已经实现国产化，进口依赖性相对减小。

中游主体的电子陶瓷生产企业参与者包括外资企业、大型国有企业以及中小民营企业，主要是从事电子陶瓷类元件和产品的研发、加工和销售。中游产业链涉及企业均属于资金密集和技术密集型企业。在研发和生产过程中，由于电子陶瓷制备工艺相对复杂，进行技术创新突破，需要以研发技术人员和高精度自动化设备作为支撑。在制备过程中，各环节都会影响电子陶瓷材料性能，行业壁垒相对高，需要进行规模集约化管理以降低成本。

下游主要应用于终端消费电子产品、信息通信、汽车工业、新能源、航天军事等领域，其作为我国新一代信息技术产业发展所需的关键战略材料之一，应用领域将不断扩展，需求将持续增长。下游产业高速增长将推动电子陶瓷相关元器件的需求快速增长。

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庞大需求孕育了千亿市场

与传统材料相比，电子陶瓷具有传统材料不可比拟的优势，其应用领域不断扩大，市场需求持续增长。如对计算机、笔记本电脑、平板电脑等领域产品的性能提升，电子陶瓷取代部分金属与塑料部件成为必然 ；在通讯领域，随着5G技术普及应用，万物互联将成为趋势，必然会加大光传感器、5G通讯零部件、晶振等电子陶瓷元器件需求的增长 ；随着汽车产业链智能化的到来，汽车电子产业迅速崛起，对电子陶瓷元件需求量增大。以上相关行业的迅速发展，必将直接拉动电子陶瓷市场需求的快速增长。

我国电子陶瓷市场规模从2014年的346.6亿元增长至2020年的 756.4亿元，年复合增长率达13.7%，电子陶瓷元器件总体需求处于上升发展期。

在未来5年，随着国产替代进口速度加快，我国电子陶瓷市场规模将继续保持高速增长趋势。经机构预算，2023年我国电子陶瓷市场规模有望达到1145亿元。

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电子陶瓷全球竞争格局

目前，全球电子陶瓷市场主要由国外电子陶瓷厂商占据，具体包括日本村田、日本京瓷、德山化工、住友化学、日本堺化学工业株式会社、美国福禄公司（Ferro）、日本NCI、日本东邦、日本TDK、美国罗杰斯公司、德国赛琅泰克等。

从技术创新看，电子陶瓷材料的关键核心制备技术仍由欧美、日、韩厂商掌控。从市场份额看，日本企业生产的电子陶瓷种类最多、综合性能最优、应用领域最广、产量最大，在世界电子陶瓷市场占有率遥遥领先（约占50%份额）；美国电子陶瓷产业化发展进程略慢于日本，约占全球电子陶瓷市场份额的30%，位居第2 ；欧盟方面则比较重视节能环保型的电子陶瓷材料的开发，其电子陶瓷占比约为全球份额的10%。

我国电子陶瓷产业起步较晚，相比于美国和日本等经济发达国家尚存在较大差距，对于电子陶瓷的研发仍任重道远。国内外部分重点电子陶瓷企业及重点产品如下表所示。

国内外部分重点电子陶瓷企业及重点产品

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电子陶瓷行业发展壁垒

电子陶瓷行业进入门槛高，主要体现在技术工艺、规模化生产、资金投入、资质认证等。

1、制备工艺复杂，形成关键性技术壁垒

从本质上来讲，陶瓷材料的成型就是通过某些工艺步骤将一些分离的陶瓷颗粒固结在一起以形成具有一定尺寸形状和机械强度的均匀坯体，随后，通过烧结工艺使坯体转化为制品。与其他材料一样，陶瓷材料的显微结构决定着材料的性能。而陶瓷材料的结构受到以下因素的影响：粉末原料的化学性质以及总组成、粉料的表面化学、颗粒形貌（表面积、颗粒尺寸及形状）、成型工艺及成型条件、烧结工艺以及条件等。从起始粉末原料到最终的陶瓷制品，原材料的特性和制备工艺过程的每一个环节都是影响材料显微结构以及性能的决定性因素，也因此形成了电子陶瓷制备的高技术壁垒。

2、规模化生产方能降低成本，形成规模壁垒

电子陶瓷应用领域广阔，产品规格、型号众多，只有大规模生产，才能提供不同型号及规格的产品，满足不同类型客户的需求。同时，由于市场竞争激烈，客户对价格反应往往比较敏感，因而要求生产企业扩大生产规模，以有效降低材料采购成本并摊低单位产品设备折旧成本，提高产品的市场竞争力，因而对进入该行业的厂家形成了规模壁垒。据统计，全球排名前 10 的电子陶瓷材料供应商中，73%的厂商收入规模在10 亿美元以上。

3、设备及人才初始投资大，形成资金壁垒

工艺流程的控制、新技术的突破、规模效应的实现需要大量高精度自动化生产设备和技术工人作为支撑，某些生产环节需要的生产设备，如陶瓷膜片流延机、气氛烧结炉等，购买价格高达 400-500 万元，部分设备价格高达千万级别，带来较大的初始投资额，对拟进入企业的资金实力提出了较高要求，形成资金壁垒。

4、大型企业供应链资质认证严格，形成认证壁垒

电子元件及其基础材料的质量直接影响下游电子信息产品的质量水平。因此，大型企业对电子元件及其基础材料生产企业实行了严格的质量认证。只有获得质量认证的企业才可成为大型企业的供应商，对拟进入企业形成认证壁垒。

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电子陶瓷发展的重点方向

1、小型化＆微型化

为满足电子信息化技术的需求，器件的小型化、微型化已成为发展趋势，各类以电子陶瓷材料为基础的无源元器件提出了更高的性能要求，这也是限制整机小型化、微型化的实现瓶颈。

目前，小型化、微型化电子陶瓷元器件市场需求非常大，如片式多层热敏电阻、片式压敏电阻、多层压电陶瓷变压器、片式电感类器件等。当前片式化功能陶瓷元器件是构成电子陶瓷无源器件的主要部分，因此加强陶瓷元器件小型化与微型化研究是电子陶瓷发展重点方向之一。

2、高频化＆频率系列化

随着通信终端设备的小型化和便携化，高性能微波介电陶瓷的地位愈发重要，同时提出了对微波陶瓷介质材料及其微波谐振器、微波电容器、微波滤波器等更高性能的要求。因此，新型电子元器件领域的研究热点是开发工作频率可以达到高、中、低系列化的电子陶瓷材料。

3、集成化＆模块化

随着电子产品的功能多样化、集成高度化、数字化及低成本化的发展要求，电子陶瓷元器件必然向小型化、功能集成化、器件组合化及低成本化方向发展。要想实现电子陶瓷的小型化、功能集成化，关键在于先进异质材料共烧技术与低温共烧陶瓷技术，这是目前电子陶瓷领域的重要研究方向。

4、功能复合化＆多样化

随着电子信息市场竞争加剧，单一功能电子陶瓷元件已难以满足性能需求。将电子陶瓷与其它材料（半导体、金属等）结合起来制成复合电子陶瓷以满足电子元器件在不同领域的应用需求，成为电子陶瓷发展的必然趋势。因此加强复合电子陶瓷的开发是当前研究重点之一，这为电子陶瓷器件化提供重要的技术支撑。

5、无铅化＆环境友好化

为满足人类社会的可持续发展以及环保的要求，加强对环境友好电子陶瓷的开发成为电子陶瓷材料研究重点之一。如发展非铅系的压电陶瓷来替代当前用锆钛酸铅体系则具有重大意义。

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促进电子陶瓷产业发展的几点建议

（1）加强国家政策支持。我国电子陶瓷行业内企业的核心技术基本依靠引进，缺乏一定的自主创新能力，这必然会限制企业发展，也难以提高其产品市场竞争力。因此，我国要进一步加强电子陶瓷发展政策支持，提升国内资本吸引力，加大研发资金支持力度，培育中国品牌，实施大公司战略，促进国内的相关企业做大做强。

（2）加强基础研发创新，提升国际竞争力，增加研究人员和资金投入，总体上强化研发力量，加强各研究单位直接的联系和交流协作，开创一个以新材料研究为基础，又有较强器件应用研究背景与研究能力的综合研究开发体；建立能将成果及时、有效转化和具体实现“产学研”相结合的有效机制。

（3）统筹规划电子陶瓷材料与元器件产业链上下游企业，强化原材料供应链以保证高纯、高稳定性电子陶瓷前驱体的供应，大力开展高端工艺装备的研发，加强无源元件和整机产业设计的自主创新，加强相关标准的建设。

文章来源： 新型陶瓷， 华聚电瓷，菲利科普陶瓷