中國電子陶瓷行業(yè)發(fā)展狀況、發(fā)展前景及影響行業(yè)發(fā)展的主要因素分析

中國電子陶瓷行業(yè)發(fā)展狀況、發(fā)展前景及影響行業(yè)發(fā)展的主要因素分析

一、電子元器件行業(yè)發(fā)展狀況

電子元器件包括電子元件和電子器件。電子元件指在工廠生產加工時不改變分子成分的成品，由于其本身不產生電子，對電壓、電流無控制和變換作用，所以又稱無源器件。電子器件指在工廠生產加工時改變了分子結構的成品，因為其本身能產生電子，對電壓、電流有控制、變換作用，所以又稱有源器件。

電子元器件是構成電子產品的基礎,與上游的化工電子材料制造業(yè)及下游的電子整機制造業(yè)一-起，構成一個完整的電子信息產業(yè)鏈。電子元件行業(yè)作為我國電子信息產業(yè)的重要基礎，其發(fā)展的速度以及所達到的技術水平和生產規(guī)模，直接影響著整個電子信息產業(yè)的發(fā)展，對發(fā)展信息技術、促進科技進步都具有重要意義。

近年來，電子元件及電子專用材料制造業(yè)發(fā)展較快，行業(yè)內的企業(yè)主營業(yè)務收入、利潤快速增加。2018年電子元件及電子專用材料制造業(yè)增加值同比增長13.20%，出口交貨值同比增長14.00%，主營業(yè)務收入同比增長10.90%，利潤同比增長20.60%。電子元件制造業(yè)高技術產業(yè)新產品銷售收入從2013年的2,292.37億元增長至2017年的4,799.52億元，年均復合增長率為20.29%，電子元件制造業(yè)高技術產業(yè)新產品銷售收入占電子元件制造業(yè)高技術產業(yè)主營業(yè)務收入比例從2013年的16.84%增長至2017年的27.11%，新產品銷售收入比重逐步上升，我國電子元件制造業(yè)創(chuàng)新能力穩(wěn)步提高。

2019年(第32屆)中國電子元件百強企業(yè)共完成主營業(yè)務收入5,191.33億元，同比增長13.94%;實現利潤總額390億元。可以看出，在國際經濟增長乏力，中國經濟增速趨緩，全行業(yè)普遍轉入中低速增長的情況下，中國電子元件優(yōu)秀企業(yè)依然保持了較高速度的增長。

我國已經成為世界上印制電路板、半導體分立器件、光電器件、激光器件、傳感器等電子元器件的重要生產基地。隨著國內汽車電子、互聯網應用產品、通信、智能手機、3D面部識別、增強現實(AR)等產品的迅速啟動及快速發(fā)展，極大地帶動了中國電子元件市場的發(fā)展。在通信類產品中，光通信網絡、無線通信等都需要大量的元器件。在激光制造領域，對元器件的可靠性、體積、性能、光電轉換效率提出更高要求，不斷引導上游技術向前發(fā)展。在汽車電子領域，隨著汽車智能化、娛樂化需求的增長,進一步促進電子元件市場需求的增長。另外，隨著5G通信技術、智能技術的進-一步發(fā)展和成熟，以及聲表、傳感器、通信電子等消費電子領域需求迅速擴大，未來中國電子元件市場仍將蓬勃發(fā)展。

二、電子陶瓷產業(yè)發(fā)展概況

《2020-2026年中國電子陶瓷行業(yè)市場現狀調研及未來發(fā)展前景報告》數據顯示：電子陶瓷是指應用于電子工業(yè)中制備各種電子元件、器件的陶瓷材料，是采用人工精制的無機粉末為原料，通過結構設計、精確的化學計量、合適的成型方法和燒成制度而達到特定的性能,經過加工處理使之符合使用要求尺寸精度的無機非金屬材料。電子陶瓷廣泛應用于電子工業(yè)中制備各種電子元器件，是電子元器件制造不可或缺的基礎材料。

電子陶瓷產業(yè)的上游包括電子陶瓷基礎粉、配方粉、金屬材料、化工材料等;中游是電子陶瓷材料，主要包括:陶瓷外殼、陶瓷基座、陶瓷基片、片式多層陶瓷電容器陶瓷、微波介質陶瓷等。電子陶瓷的下游主要是電子元器件，最終應用于終端產品，其應用領域非常廣闊，包括光通信、無線通信、工業(yè)激光、消費電子、汽車電子等，主要用于各類電子整機中的振蕩、耦合、濾波等電路中。

與傳統材料相比，陶瓷材料具有耐高溫、耐磨損、耐腐蝕、重量輕等優(yōu)異性能，電子陶瓷材料應用領域如下：

我國是電子陶瓷的需求大國，在“工業(yè)強基專項行動”等政策的大力支持下，國內許多廠商正加大對電子陶瓷領域的投資和生產,未來中國有望在電子陶瓷領域取得更大的話語權。

三、細分行業(yè)發(fā)展狀況

(1)電子陶瓷系列產品發(fā)展狀況

電子陶瓷系列產品是高端半導體器件不可分割的重要組成部分，是連接芯片和外部系統電路的重要橋梁，直接影響著器件的性能、質量和可靠性，可廣泛應用于通信、大功率激光器、汽車電子、消費電子等領域。

①通信器件用電子陶瓷外殼

a、光通信器件外殼

近年來，國家大力號召并倡導“寬帶中國”戰(zhàn)略及“互聯網+行動計劃”，推動了互聯網行業(yè)和云計算快速發(fā)展，促使全國數據中心的需求熱度持續(xù)升溫。數據中心以100G光模塊為主流，數據中心內部、數據中心之間以及不同客戶數據中心之間的通信都對光通信器件產生需求。5G時代即將來臨，光通信領域隨著爆炸性的數據傳輸和存儲，帶動帶寬使用的大幅增長，光通信器件以100G為主流，并繼續(xù)向400G發(fā)展。

隨著我國光通信行業(yè)基礎設施建設的加快，光通信器件產業(yè)逐漸向中國轉移，我國也成為全球重要的生產基地。國外主要光通信器件企業(yè)紛紛將主要生產研發(fā)基地轉移到中國。目前，很多國際著名的行業(yè)巨頭均已在中國設立研發(fā)、采購中心或者工廠等分支機構。國內光通信器件廠家在需求牽引下發(fā)展迅速，紛紛投入100G光通信器件/光模塊生產。因此，隨著光通信器件及模塊市場規(guī)模的增長，以及國內外光通信器件企業(yè)在中高端光通信器件領域的加速布局，作為關鍵部件之一的光通信器件外殼需求也隨之增長。

b、紅外探測器外殼

電子陶瓷外殼具有氣密性好，能提供較好的物理支撐、電通路、熱通路等優(yōu)點。從產品制造方面看，相對于金屬外殼，電子陶瓷外殼應用于紅外探測器，可顯著減小探測器的體積和重量，減少制造成本。

隨著紅外探測器在電力、建筑、執(zhí)法、消防、車載等新應用領域的不斷擴大，其在民用市場消費額將快速增長。作為紅外體溫測量儀的配套零部件,紅外探測器外殼在我國新型冠狀病毒肺炎疫情防治工作中起到積極的作用;紅外體溫測量儀的需求量的激增也將快速推動紅外探測器外殼應用市場呈現快速增長。

c、無線功率器件外殼

無線功率器件包括硅雙極型晶體管、LDMOS功率管和三代半導體GaN功率管等，是移動通信基站和移動終端的核心器件。隨著4G/5G系統的發(fā)展,基站的數目也將急劇增加，LDMOS功率管和三代半導體GaN功率管將成為基站最具競爭力的先進器件。此外，隨著北斗衛(wèi)星的頻繁發(fā)射，手持式、車載式、機載式、船載式、嵌入式等北斗導航系統終端應用越來越普及。每個終端要實現與空間衛(wèi)星的通信，其發(fā)射通道的無線功率器件至關重要。

我國經過多年努力,在無線功率器件技術領域取得了很大的成績。但是由于成本、批產能力、-致性等原因，在通信基站、北斗終端普及應用等方面，無線功率器件主要還是依賴進口,國內通信設備制造商均大量采購進口器件。無線功率器件外殼是無線功率器件的關鍵部件,國內無線功率器件的爆發(fā)必將帶動其配套外殼的需求增長。

②工業(yè)激光器用電子陶瓷外殼

激光已成為現代高端工業(yè)制造的基礎性技術之-，具有舉足輕重的地位。與激光相關的產品和服務已遍布全球，形成龐大的激光產業(yè)。工業(yè)激光器是激光產業(yè)的重要組成部分。

全球激光器市場持續(xù)增長，市場規(guī)模從2013年的89.70億美元增加至2018年的137.50億美元，年復合增長率8.92%，其中工業(yè)激光器市場規(guī)模從2013年的25億美元增至2018年的50.58億美元，年復合增長率高達15.14%。

按照增益介質的不同，激光器主要可分為液體激光器、氣體激光器、半導體激光器、光纖激光器和固體激光器等。光纖激光器屬于新-代固體激光器的一種，具有光電轉換效率高、結構簡單、光束質量好的特點。全球光纖激光器在工業(yè)激光器中的市場份額保持逐年上升,逐漸成為市場份額最大的工業(yè)激光器，預計到2025年全球光纖市場的規(guī)模將達到44億美元。

目前大功率光纖激光器關鍵技術依然掌握在以德國IPG、英國SPI公司為主的國外企業(yè)手中,但國內已經涌現出一大批優(yōu)秀的激光器企業(yè),例如銳科激光、深圳市創(chuàng)鑫激光股份有限公司、北京凱普林光電科技股份有限公司等。這些公司有一定自主研發(fā)能力，成長迅速，已逐步奪回部分光纖激光器市場。

外殼是工業(yè)激光器的重要組成部分，其價值約占整個激光器的20%。全球工業(yè)激光器市場持續(xù)增長，尤其是光纖激光器的異軍突起，帶動了陶瓷外殼快速發(fā)展。

③消費電子陶瓷外殼及基板領域

a、聲表晶振類外殼

聲表晶振類外殼應用于聲表濾波器和晶體振蕩器兩類頻率元件,以下分類描述:第一類:聲表濾波器。聲表面濾波器是一種采用石英晶體、壓電陶瓷等壓電材料，利用其壓電效應和聲表面波傳播的物理特性而制成的濾波專用器件。聲表面濾波器廣泛應用在各種無線通信系統、電視機、錄放影機及全球衛(wèi)星定位系統接收器上替代LC諧振電路，用于直接耦合和濾波。聲表濾波器產品的上游行業(yè)是壓電材料、陶瓷及PCB封裝外殼產業(yè)，下游產業(yè)是電子元件及其模塊生產,其終端應用產業(yè)包括智能手機、5G通信、物聯網、家用電器等消費類電子產品。

在全球聯網設備增加的同時，隨著1G到5G的發(fā)展，移動終端需要支持的頻帶數目不斷.上升,由于每一個頻帶需要有自己的濾波器，因此一款移動終端中需要用到的濾波器數量也在不斷上升。中國移動要求的5模13頻分為8個FDD頻段和5個TDD頻段。因為FDD是頻分復用的，需要含有接收器、發(fā)射器的雙工器，同時接收還需要一個單獨的濾波器，所以一個頻段需要3個濾波器，8個頻段總共24個:TDD模式5個頻段，每個頻段需要-一個發(fā)射以及-一個接收的濾波器，共10個。再加上手機上的Wi-Fi、GPS、藍牙等，濾波器數量至少達到30-40個。聲表濾波器外殼能夠為芯片提供安裝平臺、提供氣密性保護和實現電路互聯，每個濾波器需要一個外殼對其進行保護。

我國已成為手機生產銷售的大國，國內手機市場對手機濾波器需求量巨大。2019年我國手機出貨量為3.89億部，其中3G手機出貨量占比0.01%，4G手機出貨量占比92.29%，5G手機出貨量占比3.54%，則3G手機濾波器需求量為110.20萬個，4G手機濾波器需求量為161.55億個，5G手機濾波器需求量為9.23億個。

第二類:晶體振蕩器。晶體振蕩器，簡稱為晶振，是用電損耗很小的石英晶體經過精密切割削磨并鍍上電極焊上引線制成的，晶振最具特色的就是機電效應，如果給它通電，它就會產生機械振蕩，反之，如果給他機械力，它又會產生電。晶體振蕩器是各種電子產品中必不可少的頻率元器件，大到通信電臺、程控電話交換機、無線電綜合測試儀、移動電話發(fā)射臺、GPS、遙控移動設備，小到電腦、時鐘、玩具、藍牙等，幾乎90%的電子設備中都有用到晶振。晶振產品的.上游行業(yè)是壓電材料、陶瓷及金屬封裝外殼產業(yè)，下游產業(yè)是電子元件及其模塊生產產業(yè)，其終端應用產業(yè)包括汽車電子、智能手機等終端、5G通信、物聯網、電視等家用電器等。

在晶振應用的下游手機、智能設備、汽車等領域，中國具有獨特的優(yōu)勢。中國擁有全球完善的手機產業(yè)鏈，近年來中國手機市場增速屢創(chuàng)新高，帶動了石英晶體振蕩器高速發(fā)展;中國智能硬件市場整體保持穩(wěn)定增長，拉動了石英晶體振蕩器需求提速。另外，Wi-Fi應用產業(yè)市場規(guī)模快速增長、人工智能在下游行業(yè)的不斷深化，這些都助力我國石英晶體振蕩器行業(yè)市場空間不斷釋放。

b、3D光傳感器模塊外殼

3D光傳感器模塊應用于新一代智能手機3D攝像頭中。3D攝像頭特點在于除了能夠獲取平面圖像以外，還可以獲得拍攝對象的深度信息，即三維的位置及尺寸信息，其通常由多個攝像頭+深度傳感器組成。3D攝像頭可實現實時三維信息采集，為消費電子終端加上了物體感知功能，從而引入人機交互、人臉識別、三維建模、增強現實(AR)、安防和輔助駕駛等多個應用場景。

2017年蘋果(Apple)公司發(fā)布的iPhoneX，集成了基于VCSEL技術的3D傳感功能。iPhoneX智能手機采用了三種不同的VCSEL芯片(用于FaceID的3D攝像頭、接近傳感器)。此后小米、OPPO等手機廠商陸續(xù)引入VCSEL激光器技術，促使VCSEL市場呈幾何級增長勢頭。如果以華為、OPPO、VIVO、三星等為首的高端機型快速響應與普及計算，每年全世界消費10多億部智能手機，如每部手機嵌入2-3顆VCSEL激光器件，則VCSEL激光器市場規(guī)模將達20-30億顆。隨著對VCSEL激光器研究的深入，以及相關應用需求的延伸拓展，3D光傳感器模塊不僅在手機、消費性電子等領域凸顯優(yōu)勢,還可以用來進行人臉識別、3D感測、手勢偵測和虛擬現實(VR)/增強現實(AR)/混合現實(MR)等，市場將會進一步爆發(fā)。

在國內手機市場中，2018年我國手機出貨量為41,424萬部，3000元以上高端手機出貨量約為9,527.52萬部，按每部應用2-3顆VCSEL激光器件測算,我國VCSEL激光器潛在市場規(guī)模為19,055.04萬-28,582.56萬顆。每顆VCSEL激光器需采用電子陶瓷外殼，VCSEL激光器封裝市場供給存在較大缺口。

c、5G通信終端模塊外殼

隨著社會的發(fā)展及技術的進步，未來對更加高效的通信方式有著更高的需求，未來的通信不僅是人與人之間的通信互聯，還包括人與物、物與物之間的互聯，即進入萬物互聯時代。5G移動通信技術以其巨大容量、極低延時及多接入點等優(yōu)勢，很好地滿足了這些需求。

5G亳米波通信的基本通訊模式為光纖通信，根據網絡結構中設備的不同，光纖到戶(FTTH)網絡大致可以分為無源光網絡(PON)和有源光網絡(AON)兩種，無源光網絡(PON)是指網絡結構中沒有任何有源電子元件，有源光網絡(AON)則相反。目前在光纖到戶(FTTH)網絡中更為常見的是無源光網絡(PON)，在無源光網絡中，光通信收發(fā)網絡終端模塊是其重要的組成部分，光通信收發(fā)網絡終端模塊與光纖通信系統的性能水平、可靠性和成本有很大關系。因此，要推動光纖通信的普及和發(fā)展，首先要推動光收發(fā)模塊發(fā)展。

隨著5G的展開，現有的3G、4G光通信收發(fā)網絡終端模塊也需要替換為更先進、更快速的光通信收發(fā)網絡終端模塊。截至2019年底，三家基礎電信企業(yè)的固定互聯網寬帶接入用戶總數達4.49億戶,互聯網寬帶接入端口數量達到9.16億個，比上年末凈增4826萬個。其中，光纖接入(FTTH/0)端口比上年末凈增6479萬個，達到8.36億個,占互聯網接入端口的比重由上年末的88.9%提升至91.3%。工信部發(fā)布的《信息通信行業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2016--2020年)》數據顯示，2020年我國行政村光纖通達率將達98%，2018年中國大陸共有4.62億戶的基礎數據計算，2020年末我國光纖接入(FTTH/O)用戶約有4.53億戶，固定互聯網寬帶接入及光纖接入仍有較大缺口;現有光纖接入(FTTH/O)用戶也需要替換為5G光通信收發(fā)網絡終端模塊，我國5G光通信收發(fā)網絡終端模塊封裝市場擁有較大市場需求。

d、氮化鋁陶瓷基板領域

高功率的LED積聚的熱能大部分是以熱傳導的形式散出，因此其對于散熱要求相當苛刻。目前單芯片1W大功率LED已產業(yè)化，3W、5W,甚至10W的單芯片大功率LED也已推出，并部分走向市場。這使得超高亮度LED的應用面不斷擴大，首先進入特種照明的市場領域，并向普通照明市場邁進。由于LED芯片輸入功率的不斷提高，對這些功率型LED的封裝技術提出了更高的要求。而傳統的PCB板無法承載高功率的熱能，氮化鋁陶瓷具有良好的導熱和絕緣性能，能夠提高LED功率水平和發(fā)光效率。功率LED已經在戶外大型看板、小型顯示器背光源、車載照明、室內及特殊照明等方面獲得了大量應用，市場持續(xù)看好。此外，氮化鋁基板類產品還可以應用于光電外殼的基板、功率激光器外殼的熱沉等領域。

④汽車電子件

汽車電子，是電子信息技術與汽車傳統技術的結合應用，按功能可以分為兩大類，一類是導航、車聯網、音響娛樂產品等:另一類是車身電子控制產品，包括發(fā)動機控制系統、變速箱控制器、車身穩(wěn)定系統(EPS)、防死鎖剎車系統(ABS)，以及更高端的無人駕駛系統、ACC主動巡航、并道輔助、自動泊車等。這些部件和發(fā)動機、燃油排氣、車身穩(wěn)定直接相關，屬于汽車電子的核心零部件。雖然國內乘用車銷量增速放緩，但是較大的增長基數和汽車行業(yè)電子化智能化的需求仍然對汽車電子市場有很大需求。根據東吳證券的行業(yè)研究報告，從2008年到2016年國內乘用車銷量經歷了快速增長，年復合增長率達到17.36%，但是2017年后增速顯著放緩。考慮到存量更新以及新增需求，對于汽車電子的需求依然保持旺盛。

空氣加熱器是汽車發(fā)動機空氣、機油、燃油三種濾清器的重要組成部分，可以在寒冷的條件下，防止通風管內水分被凍結，管內油水物質粘稠、析蠟，尤其是在高寒地區(qū)，避免曲軸箱通風系統堵塞和失效。目