电子陶瓷材料产业分析

电子陶瓷材料产业分析1电子陶瓷行业概述 (4)1.1基本定义 (4)1.2陶瓷电子元器件的分类和性能 (5)1.3产业链分析 (7)1.3.1陶瓷粉体 (7)1.3.2陶瓷元器件 (9)1.4行业发展动态 (11)1.4.1陶瓷粉体 (11)1.4.2陶瓷电子元器件 (11)2电子陶瓷材料行业分析 (12)2.1氧化铝 (12)2.1.1氧化铝粉体 (12)2.1.2氧化铝元器件 (14)2.2氮化铝 (16)2.2.1氮化铝粉体 (17)2.2.2氮化铝元器件 (18)3我国相关产业政策 (19)3.1主管机构 (19)3.2产业政策和主要法律法规 (20)3.3企业具体扶持状况 (22)4国际标杆企业分析 (23)4.4粉体企业 (23)4.4.1德山化工 (23)4.4.2住友化学 (30)4.4.3信昌电陶 (34)4.5陶瓷电子元器件企业 (37)4.5.1 京瓷 (37)4.5.2 Corrstek (45)4.5.3罗杰斯（NYSE:ROG） (47)4.5.4权威咨询公司：Paumanok (51)4.6分析与结论 (51)5国内企业分析 (51)5.1 国瓷材料 (52)5.2 潮州三环 (55)5.3分析与结论 (57)摘要由于优越的性能，陶瓷材料在电子工业扮演着重要角色。

本文共分五章，第一章对电子陶瓷行业的产业链进行简单梳理的基础上；第二章对于陶瓷电子元器件中占据主要地位的几种材料进行了具体分析；第三章介绍了了我国电子陶瓷的相关产业政策；第四章对于国内外标杆电子陶瓷企业进行了分析，重点关注了其发展历史、财务状况和未来战略。

第五章对于一些重点国内企业进行了分析。

1电子陶瓷行业概述传统塑料尤其是环氧树脂由于比较好的经济性，至目前为止依然占据整个电子市场的统治地位，但是许多特殊领域比如高温、线膨胀系数不匹配、气密性、稳定性、机械性能等方面显然不适合。

相对于塑料，陶瓷材料也在电子工业扮演者重要的角色，其电阻高，高频特性突出，且具有热导率高、化学稳定性佳、热稳定性和熔点高等优点。

在电子线路的设计和制造非常需要这些的性能，因此陶瓷被广泛用于不同厚膜、薄膜或和电路的基板材料，还可以用作绝缘体，在热性能要求苛刻的电路中做导热通路以及用来制造各种电子元件。

1.1基本定义陶瓷材料用于电子工业，一般是在电子设备中作为安装、固定、支撑、保护、绝缘、隔离及连接各种无线电元件及器件的陶瓷材料，可称为绝缘陶瓷又称为装置陶瓷。

具体形式有电路基板，芯片封装外壳等，具体材质有氧化物、氮化物、碳化物以及硼化物等。

电子陶瓷材料属于精细化工和电子材料的交叉领域，如图 1。

图 1 电子信息材料的行业分类1.2陶瓷电子元器件的分类和性能从使用功能分类，电子陶瓷的主要种类包括绝缘陶瓷、介质陶瓷、微波陶瓷、铁电与压电陶瓷、热释电陶瓷、电光陶瓷、电致伸缩陶瓷、敏感陶瓷、高导热陶瓷、导电陶瓷、超导陶瓷等。

具体如表 1，一般我们平时所说的电子陶瓷主要指前三种。

电子技术中首先要求绝缘材料不导电，即要求电阻率尽量高，绝缘强度也尽量高。

目前，绝缘陶瓷按材料成分可分为传统硅酸盐陶瓷、氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷三大系列，现有材料以后两大系列为主。

对于一种优秀的绝缘陶瓷的性能要求，主要是在电磁性能和机械性能两方面：⎧⎪⎪⎨⎪⎪⎩体积电阻率高相对介电系数小电磁性能损耗因子小介电强度高...4.⎧⎪⎪⎨⎪⎪⎩1良好的导热性2耐腐蚀、不变形，可以在很大的温度范围内使用机械性能3机械加工性能膨胀系数接近半导体材料按照材料种类，电子绝缘陶瓷可以分为：⎧⎪⎨⎪⎩传统硅酸盐物质电子绝缘材料氧化物陶瓷氮化物陶瓷其中氧化物陶瓷占到绝大多数。

1.3产业链分析本文所讨论的电子陶瓷材料，简单可以分为粉体和电子元器件，如图 2，本文的讨论范围限于图中的电子陶瓷粉体和元器件。

图 2 电子陶瓷产业链结构1.3.1陶瓷粉体电子陶瓷粉体是制造电子陶瓷元器件最主要的原料，其行业竞争关系如图 3。

其中绝大多数高纯超细的高端粉体制造技术基本掌握在日美德等少数发达国家。

这些技术本身已经非常成熟，核心要求在于纯度、颗粒大小和形状等方面。

是新型电子材料中技术最成熟、产量最大、综合性能最优、应用最厂、产值最高的新材料，因而在高技术陶瓷材料中仍处于最重要的地位，是高技术陶瓷工业的原动力。

图 3 陶瓷粉体产业竞争关系各类陶瓷粉体中，氧化铝是电子陶瓷行业最主要的材料，一般认为氧化铝粉体占到行业产值的70%，我们粗略估计市场规模有300亿美金。

其中高端粉体（含95、96和99瓷）1995年预计市场规模为15亿美元，2000年预计需求为45万吨达到20亿美元，近年来随着行业应用的不断扩大，预计21世纪以来年复合增长率接近10%。

1995年已形成116亿美元的粉料市场和百亿美元的产品市场，预计此后的年符合增长率约9.5％。

再以氮化铝粉体为例，日本的氮化铝产量占世界产量的70%。

世界上最大的氮化铝生产商—日本德山公司1981 年开始生产氮化铝，到2002 年生产能力达到240 吨。

氮化铝粉体行业寡头垄断的局面，令高端粉体的价格居高不下，在1997年一公斤高端粉体就超过100美元（当年产量约5000吨），随着然而氮化铝的使用量在不断增长，世界氮化铝市场供给出现短缺。

统计资料表明2011年世界AlN市场需求会达到百亿美元级。

1.3.2陶瓷元器件近年来，由于通信、计算机、电子仪表、家用电器和数字电路技术的普及发展，电子陶瓷元器件的市场需求日益增长，目前世界电子陶瓷的市场规模达到1300亿美元左右。

据专家预计，未来几年需求量每年将以15～20%的速度增长，到2015年需求量将突破2100亿美元。

陶瓷用于制作电子元器件有多种形态，最主要的是电路基板，此外还有集成电路封装材料，汽车火花塞，电力绝缘陶瓷等。

不同的应用场景对于陶瓷材料有差异化的性能要求，例如电路基板要求材料平整度、光洁度高；有良好的电气性能；高的导热系数（大功率电路）；有与其它半导体材料相匹配的热膨胀系数；有良好的机械性能等。

而汽车火花塞陶瓷则要求能承受高频率的温度和压力变化，同时具备良好的绝缘性能。

行业特性要求从业企业具备持续研发能力：一方面材料本身材料持续地改进性能，降低成本；另一方面对其它类型的材料进行研究，替代原有材料；此外还有一些研究致力于将若干种材料进行结合，形成一种复合材料。

因此行业的竞争激烈，同时受到上游粉料供应和下游应用市场景气程度的影响。

（图 4）这个行业的主要企业集中在美国、日本以及一些具有独特技术的欧洲公司，近年台湾也出现了一些为本国做产业配套的企业，技术水平在不断的提升。

其中，日本在电子陶瓷材料领域中一直以门类最多、产量最大、应用领域最广、综合性能最优著称，占据了世界电子陶瓷市场50％的份额。

排名前二的是村田制作所和京瓷。

美国在电子陶瓷的技术研发方面走在世界前列，但是产业化应用落后于日本，大部分技术停留在实验室阶段。

目前，美国电子陶瓷产品约占世界市场份额的30%，居全球第二位。

图 4 陶瓷元器件竞争关系我国是世界电子陶瓷元器件的生产大国之一。

2007年，我国规模以上电子陶瓷企业实现工业总产值145亿元，比2006年增长30%。

目前，中国生产陶瓷基片约17～20万平方米，圆片陶瓷电容器和多层陶瓷电容器用陶瓷分别为500吨和200吨，热敏电阻和压敏电阻用陶瓷分别为450吨和320吨，压电频率元件用瓷料约650吨。

据预测，到2015年，我国电子陶瓷产品需求量将突破280亿元。

但我国大部分电子陶瓷公司脱胎于50年代建设起来的电子材料厂，存在技术落后、规模小和产品品种单一等问题，只能占据电子陶瓷的低端市场，获取微薄的利润。

近年来，国外生产电子陶瓷元器件的企业纷纷到国内投资建厂或增资扩建。

1.4行业发展动态1.4.1陶瓷粉体总体来看，上游粉料产业的研究聚焦于超细纳米粉体技术，获取高纯度，确定结构，粒度均匀的微粉或纳米粉使得电子陶瓷材料具有合理的显微结构。

尽管我国目前已近有几十条纳米级粉体生产线正在生产Al2O3 SiO2 AlN等粉体，但是这些企业普遍面临着稳定性，烧结技术，环保，价格等一系列问题，特别是一些新型粉体的非球磨制备方法如共沉淀法、溶胶-凝胶法、气象沉淀法、水热合成法等使用之后，工艺的稳定性导致产品各批号之间一致性问题难以解决。

因此，粉体材料的新制备技术并没有改变这个行业基本被日美德等国的企业垄断的局面。

而且海外龙头企业也在新制备技术的研发中处于领先位置。

1.4.2陶瓷电子元器件总体看，电子陶瓷材料的研究开始从经验式的探索，逐步走向按所需性能进行材料设计，对电子陶瓷性能的开发和应用起到了很大的促进作用。

目前行业重点关注的技术有：1）纳米粉体应用：通过添加纳米粉体提高电子元器件的强度和散热性能；2）稀土应用。

3）高导热技术：特别对于某些电真空此间，一些大功率应用场景对于陶瓷材料的导热能力提出了更高的要求，此前较多使用的95/96氧化铝或蓝宝石陶瓷材料不能完全满足需要，因此BeO被作为替代材料，但是由于其毒性，被西方国家立法禁止。

目前高导热性能陶瓷是氮化铝，目前的研究热点是使其进一步提升热导率、降低介质损耗同时实现低成本。

4）低温烧结：降低陶瓷烧制的温度一直是业界研究的重点问题，对于节能和降低成本具有重要作用。

近年来，对于应用面最广的氧化铝陶瓷成果尤为丰富，除了添加稀土材料外，还有使用热压烧成和冷等静压压制等低温烧结技术。

2电子陶瓷材料行业分析2.1氧化铝2.1.1氧化铝粉体生产工艺：1）碳酸铝铵热分解法利用NH4Al(SO4)2热分解制的Al2O3是传统的生产方法。

反应如下:NH4Al(SO4)2 + 4NH4HCO3 → NH4Al(OH)2CO3↓+ 2(NH4)3SO4 + 3CO2 + H2O沉淀抽滤后用蒸馏水和无水乙醇洗涤，以除去吸附的杂质离子，放入干燥箱中于110℃烘干，烘干后的样品研细，在高温炉中煅烧，为防止煅烧过程中Al2O3晶粒的团聚，加入合适的煅烧分散剂，得到超细Al2O3粉体。

此法的缺点是在焙烧过程中易出现结块现象，且产生大量SO2有害气体，造成环境污染。

2）中和沉淀法采用工业硫酸溶解工业氢氧化铝（或工业硫酸铝），经溶液精制，氨水中和析出Al(OH)3·nH2O烘干，煅烧得α-Al2O3。

该方法可以获得高纯氧化铝，但工艺过程相对复杂，人为影响因素较大。

产业状况：日本是高端氧化铝粉体的主要生产国，99.99%高纯氧化铝的产量已经达到650吨，主要生产企业包括住友化学工业、昭和轻金属、新日本化学工业、日立化学和大明化学等，生产的高纯氧化铝粉体，平均粒径仅为0.1～0.2μm；此外还有法国的法国Baikowski公司，目前高端粉体的价格超过100元/kg。