全球先进陶瓷材料发展现状
发布时间:2024-05-28 来源:未知     分享到:
先进陶瓷材料具有金属和高分子材料所不具备的高模量、高硬度、耐高温等优异性能,其在航天航空、国防军工、生物医疗、核电与新能源、半导体芯片封装等领域应用越来越广泛。因此,先进陶瓷材料发展突飞猛进。目前,日、美、欧在先进陶瓷材料的研发处于前列,全球市场被以日企为代表的外资企业垄断。因此,加速国产研发才能突破垄断,以防陷入同芯片封锁的危机困境中。

国外发展现状


01

日本

日本在高韧性陶瓷领域和电子陶瓷位于领先地位。目前,全球先进陶瓷元件市场主要由日本制造商占据。各类先进陶瓷产品,包括热传感器、压力传感器、磁传感器、气体传感器、光传感器等,日本占据了大部分市场。在新型超塑陶瓷、塑料陶瓷、陶瓷发动机等研发领域,日本处于领先地位。其中京瓷集团是全球规模最大的先进陶瓷供应商,日本碍子在半导体设备的陶瓷加热器产品全球市场拥有较高份额,日本特殊陶业在导体设备的静电卡盘产品全球市场拥有较高份额。从结构陶瓷产品的开发和生产方面来看,东芝公司处于领先地位,其半导体生产中的敏感元件主要采用氧化铝、氮化硅、氧化锆、碳化硅等材料。

image.png

图:东芝公司制造的氮化硅陶瓷:绝缘电路基板

02

美国
美国高温结构先进陶瓷的发展良好,在航空航天和核能领域应用处于领先地位。从 2000 年,美国陶瓷协会和美国国家能源部联合资助并实施了为期 20 年的美国先进陶瓷发展计划。目前,美国在新型陶瓷材料如纳米陶瓷技术、陶瓷装甲、核电用陶瓷、透光透波陶瓷等制备技术取得重大进展。库斯泰克和康宁是美国结构陶瓷主要制造商。库斯泰克作为美国市场高技术陶瓷领先的供应商,其主要生产陶瓷基板、电真空陶瓷、精密陶瓷零件、半导体设备陶瓷零件。康宁公司是晶圆陶瓷、光电材料、高性能特种玻璃、汽车尾气过滤器的主要供应商,其蜂窝陶瓷技术和生产处于世界领先地位。


image.png

图:库斯泰克制的陶瓷微电子薄膜基板
03

欧洲

欧盟在功能陶瓷领域优势明显。其主要研究的是发电设备领域的新材料技术,如排气管内衬、涡轮增压器转子结构、陶瓷活塞、燃气轮机转子等。欧洲生产先进陶瓷的大型公司有法国圣戈班 (Saint-Gobain)、德国赛琅泰克 (CeramTec)、英国摩根 (Morgan)。圣戈班是世界工业工程材料的先驱者,其中高性能陶瓷材料占 15% 以上。赛琅泰克是德国最大的技术陶瓷公司,生产各类先进陶瓷材料,应用于现代工业和生物医疗各个领域。摩根在材料科学、专业制造和应用工程领域具有全球领先的实力,产品包括先进陶瓷、电碳材料、特种石墨等。


image.png

图:德国赛琅泰克陶瓷材料

国内发展现状

数据显示,2021 年中国特种陶瓷市场规模达到 890 亿元,约占全球市场的 23%,2022 年市场规模达 922亿元,2023 年市场规模约为 1005.1亿元。随着先进陶瓷领域核心技术不断突破,国内先进陶瓷产业正以每年不低于 10% 的速度增长,目前,风华高科、三环集团等陶瓷电子元器件行业占据主要市场份额。然而,中国先进陶瓷市场起步较晚,目前国内晶圆厂所使用制造设备的先进结构陶瓷零部件国产化水平仍然较低。国内先进陶瓷领域的企业数量虽多,但规模普遍较小,核心技术基本依赖引进,国内生产的材料仅少部分用于高端元器件产品,大部分用于中低端元器件产品,高端元器件产品所需陶瓷材料未能扭转受制于人的局面。

image.png
图:三环集团陶瓷封装基座示意图

随着我国新能源汽车、消费电子、生物医疗、轨道交通、半导体芯片与封装、机器人与人工智能、工业互联网的加速发展,对先进陶瓷零部件需求巨大,中国已成为全球最大的先进陶瓷市场。国内先进陶瓷行业与国际市场相比,还有很大的上升空间。因此,未来先进陶瓷产业将迎来一个新的爆发增长期,这也为我国先进陶瓷的新材料、新产品、新技术的研发和产业化带来新的机遇。

来源:国家新材料产业资源共享


你知道你的Internet Explorer是过时了吗?

为了得到我们网站最好的体验效果,我们建议您升级到最新版本的Internet Explorer或选择另一个web浏览器.一个列表最流行的web浏览器在下面可以找到.