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探秘电子元器件行业创新技术的新亮點

发布日期:2024-02-25 来源:变频器世界 作者:杨忠敏

  摘要:近些年世界电子技术的飞跃发展为适应现在社会高密度组装自动化大生产的要求,电子整机和设备电子材料的开发生产必须向小型化、轻量化、薄型化、数字化、多功能化,标准化、无引线、组合化、集成化、电路模块化方向发展。分别介绍了电子元器件多功能小型化、薄型化、轻量化,电子连接器小间距、高密度、高频化、模块化,电子组件普及片式化、智能化和高性能化,以及微特电机大转矩、低功耗、无刷化和电子变压器微型化。

  关键词:电子元器件;行业创新;技术发展
 
  1引言

  近些年,世界电子技术的飞跃发展,为适应现在社会高密度组装自动化大生产的要求,电子整机和设备电子材料的开发生产必须向小型化、轻量化、薄型化、数字化、多功能化,标准化、无引线、组合化、集成化、电路模块化方向发展。我国要想加快电子器元件技术创新步伐,加大电子元件器技术创新力度,提升电子器元件技术创新水平,由电子器元件生产大国迈向强国,就要了解我国与世界电子器元件技术的发展现状、市场需求、国内外差距,借鉴发达国家的成功经验。电子元器件行业技术创新的趋势值得业内人士的关注。

  2电子元器件多功能小型化、薄型化、轻量化

  进入信息时代,随着移动通信、家庭影院、多媒体、数字化视听终端的迅猛发展,中高档电声器件将进入大发展时期,先进的设计、测量软件和设备,使电声技术水平日新月异,传统的电声器件性能不断优化,新型电声器件如数字式、硅集成等产品层出不穷。高保真化、片式化、微型化、薄型化、低功耗、高功率、多功能、组件化成为电声器件新的发展趋势,同时,产品的安全性、绿色化也是影响其发展前途和市场的重要因素。

  信息技术和通信技术的发展,对电声器件的发展产生了巨大的影响。高档电声器件技术发展很快,各种形式的电声器件不断涌现,正在进入一个发展的黄金时代。电声器件产品正在向小型化、轻量化、多功能、高保真、大功率、智能化和多功能化的方向发展,片式电声器件发展也很快。在过去的几年里,我国电声行业取得了巨大的进步,产量、出口量都居世界前列。我国已经成为全球电声器件生产加工中心,在国内形成了电声器件生产工业体系和完善的产业链。我国电声行业的技术和工艺水平也得到了大幅提高,电声器件产品的科技含量和附加值也有所提高。今后几年,国内市场为电视机、通信产品、家庭影院、计算机笔记本电脑、电子玩具等等配套的电声器件会有很大的市场需求,另外,汽车音响也是电声器件行业重点关注的应用领域,预计今后几年的增长速度不会低于10%。

  电子元器件处于电子信息产业链上游,是通信、计算机及网络、数字音视频等系统和终端产品发展的基础,对电子信息产业的发展起着至关重要的作用。其从以电子管为核心到被小巧、轻便、省电、寿命长的半导体三级管取代,再到把许多晶体管等电子元件集成在一块硅芯片上的集成电路的诞生,电子产品已经历了四个发展阶段,如今正奔着更小型、高效能低消耗、高精度、高稳定、智能化的方向发展。

  MLCC封装趋向小型化及薄型化发展。手机、手提电脑、游戏机、液晶电视等家用电器的多功能化、小型化,对电容、电感、电阻、接插件等元件也提出了更高的要求。小型化可减少由于布线而产生的寄生感抗和寄生电阻。由于尺寸的减少,元件自身的ESL(串联等效电感)/ESR(串联等效电阻)可以变得更小,同时对电容的高频特性也非常有利。由于碳纳米管自身的独特性能,决定了纳米这种新型材料在高新技术诸多领域有着诱人的应用前景。在电子方面,利用碳纳米管奇异的电学性能,可将其应用于超级电容器、场发射平板显示器、晶体管集成电路等领域。在材料方面,可将其应用于金属、水泥、塑料、纤维等诸多复合材料领域。它是迄今为止最好的贮氢材料,并可作为多类反应的催化剂的优良载体。在军事方面,可利用它对波的吸收、折射率高的特点,作为隐身材料广泛应用于隐形飞机和超音速飞机。在航天领域,利用其良好的热学性能,添加到火箭的固体燃料中,从而使燃烧效率更高。

  多功能化即是一个电子组件不尽有一种功能,而是有多个功能。如一个敏感组件不尽是热敏,而且还是气敏等;再如一个气敏组件可以检测多种气体。目前实现多功能化的途径是采用多功能的薄膜材料及用多种单功能薄膜制成数组式复合组件。高频化是为适应毫米波技术发展,射频同轴连接器均已进入毫米波工作频;开关向小型化、薄型化、轻量化、表面安装、节能、高可靠、多功能、复合化方向发展,并应提高耐热性、密封性、触感性和耐环境性。

  近年来,随着我国电子工业持续高速增长,带动了电子元器件产业的快速发展。我国许多门类的电子元器件产量已稳居全球第一位,电子元器件行业在国际市场上占据很重要的地位。我国已经成为扬声器、铝电解电容器、显像管、印制电路板、半导体分立器件等电子元器件的世界生产基地。尽管这两年受国际金融危机的深层次影响,全球经济复苏乏力。国际需求持续低迷,国内电子元器件产业增速明显放缓,但业内人士却仍持乐观态度看待。我国电子元器件年总产量达到5万亿只,销售收入达到5万亿元。电子元器件国际市场占有率会达到50%,国内市场占有率将达到70%。

  3电子连接器小间距、高密度、高频化、模块化

  由于集成电路技术的创新,使计算机从电子管计算机、晶体管计算机、集成电路计算机、大规模集成电路计算机、超大规模集成电路计算机、光计算机发展到生物智能计算机;使收录机从电子管收音机、晶体管收音机、磁带录音机、随身听、MP3发展到MP4;使空调器从制冷空调器、冷热空调器、交流变频空调器发展到直流变频空调器;使洗衣机从单缸洗衣机、双缸洗衣机发展到全自动洗衣机;使录像机从磁带录像机、VCD、超级VCD、DVD、逐行扫描DVD发展到光盘录像机。由于片式电子元件技术的创新,使手机从模拟式手机、数字式手机发展到第三代多媒体手机。由于电光元件技术的创新,使电灯从白炽灯、日光灯、节能灯发展到LED灯。由于电热元件技术的创新,使电炉从电子炉、电烤箱、电磁炉、微波炉发展到光波微波炉。由于显示器技术的创新,使电视机从黑白电视机、彩色电视机、平面直角电视机、超平电视机、纯平电视机、逐行扫描电视机、逐点扫描电视机、背投电视机、等离子电视机发展到LCD(液晶)电视机。随着电子元件技术的不断创新,直接利用电子元件新技术的电子新产品就像开闸的潮水一样,一股股一波波奔涌而来,不仅使人们来不及逐代使用,甚至其功能也使许多人难以及时和全面了解,从而大大拓展了市场需求,带动了经济持续增长。

  随着电子产品向着小型化、轻量化和便携式方向发展,各种电子元件的集成度越来越高,元件的封装形式也在不断变化,集成元件的引脚数增多,其脚间距变小,片式元件的尺寸变小,这些都为在各种应用中电子元件的贴装带来了挑战,因此在电子工业飞速发展的今天,高速高精度的贴片机已成为必不可少的关键设备之一,尤其是对贴片机精度的要求更为突出,从贴片机发展历程来看,采用视觉辅助定位技术,是不断提高贴片机贴装精度的最佳技术手段。

  连接器的发展应向小型化、高密度、高速传输、高频方向发展。小型化是指连接器中心间距更小,高密度是实现大芯数化。高密度PCB(印制电路板)连接器有效接触件总数达600芯,专用器件最多可达5000芯。高速传输是指现代计算机、信息技术及网络化技术要求信号传输的时标速率达兆赫频段,脉冲时间达到亚毫秒,因此要求有高速传输连接器。高频化是为适应毫米波技术发展,射频同轴连接器均已进入毫米波工作频段。

  随着微电子技术的发展,元件越来越小,电路密度越来越高,传输速度越来越快,所有这些都促进了电接插元件技术的发展。电接插元件正朝着高密度、小型化、薄型化、组合化、高速化、小批量、多品种方向发展。我国连接器行业应集中力量投入到高技术、高附加值产品的规模生产,应将产业结构调整目标重点放在以高档家电为代表的消费类产品、高速发展的汽车产品、市场潜力极大的通信产品等领域,通过产业结构调整达到拥有自主知识产权的目标。我国是全球制造业最大的地区之一,未来几年,我国电子信息产业将从制造大国向制造强国方向发展,市场对各种电子元器件需求依赖较大,这也给电接插元件的发展创造了极大的发展机遇。电子产品市场对产品结构的影响已经成为连接器应用领域发展的新特点,整机的电子装备系统正在向数字化、网络化、智能化方向发展,已经成为全球各大连接器制造商聚焦的新应用领域。连接器产品开发的目标已经由原来为适应整机小型化转变到以满足数字化所提出的特性要求。我们应该准确把握连接器产业在关键技术、市场需求变化以及国际分工等方面呈现出的新趋势,积极适应从模拟技术向数字技术市场的转变,因此,大力发展小间距、高低频混装、宽带、多功能、组合化、模块化、智能化的新型连接器应是产品结构调整的主要目标。

  4电子组件普及片式化、智能化和高性能化

  电子元器件产品结构不断优化,以企业为主体的创新体系初步形成。电子元件和器件产品微型化、片式化、高性能化、集成化、智能化程度进一步增强。阻容元件的片式化率已达到88%,电感器、频率元件、敏感元件等产品的片式化率逐年提高,印刷电路板、集成电路等产品的集成化和智能化稳步提升。智能化元器件要有适应更高频率,更高速率的特性;高速发展带动以智能化元器件为代表的新功能性元器件向更高层次、更好的特性、成系列的发展。

  光电集成将是21世纪光电子技术发展的一个重要方向,而光电子材料是发展光电信息技术的先导和基础。多功能化和智能化是光电子行业发展的一个方向。激光晶体材料向着大尺寸、高功率、LD泵浦、宽带可调谐以及新波长、多功能应用方向发展。红外探测器材料向着多功能化、智能化方向发展。大面积高均匀性HgCdTe外延薄膜及大尺寸ZnCdTe衬底材料仍是近几年红外探测器所用的主要材料。高亮度发光二极管材料继规模生产发红、橙、黄色的GaAs基、GaP基外延材料之后拓宽发光波段,开发发蓝光的GaN基、ZnSe基外延材料将成为研究热点。在新型电子元器件材料领域,信息传感材料发展日趋智能化,多功能化。设计、合成具有新的物理、化学敏感功能,特别是具有生物和复合功能的新材料,进一步提高材料的敏感度和反应滞后及恢复速度,是追求的主要目标。量子电子元器件阶段即将到来,也是对未来智能化元器件发展的一个推动力。现在做量子计算机,实际上就是芯片,把很多离子纠缠在一起,量子技术的重要突破,可能在未来电子器件中发挥特殊的作用,可用于制备极低能耗的高速电子器件,量子计算机就有可能实现。从而,基于新机理、新材料、新结构、新工艺以及新功能的极低能耗,适应于高速率的量子电子元器件和多功能的组件也会出现。

  信息化是当今世界经济和社会发展的大趋势,我国要实现信息产业的跨越式发展,大力推进国民经济和社会信息化,以信息化带动工业化,发挥后发优势,实现社会生产力的跨越式发展。未来的五年,正是世界和我国电子技术和电子产品更新换代的关键时期,国家提出要支持我国新型元器件的发展,以提高信息化装备和系统集成能力,满足市场对它的要求。这其中,就包括满足新一代电子整机发展需求的新型片式化、小型化、集成化、高可靠电子元件产品;满足我国新型交通装备制造业配套需求的高质量、关键性电子元件;为节能环保设备配套的电子元件以及环保型电子元件;为新一代通信技术配套的电子元件;为新能源以及智能电网产业配套的电子元件;新型电子元件材料以及设备。其中包括基于MEMS技术的传感器、环境监测设备用气体传感器、流量传感器、湿度传感器等。

  数字电视、第三代移动通信和第四代移动通信、新一代互联网等对未来发展影响重大的信息网络系统和技术日益成熟,“云”技术的发展,使网络内空间超大容量,超大距离网络的发展;这就导致智能化为核心的功能集成更广的产品发展越来越快,促成智能微电子元器件要具有适应大规模超高频超高速,并有智能化处理的功能。此外,物联网应用已进入实际应用阶段,传感器处于物联网产业链的上游,将是整个物联网产业中需求量最大和最基础的环节。目前全球现在大概有40个国家从事传感器的研制生产工作,研发、生产单位有5000余家,产品达20000多种。中国传感器的市场近几年一直持续增长,增长速度超过15%。

  为满足电子整机的小型化,轻量化,薄型化,数字化和多功能化与组装生产自动化的要求,电子组件也迅速向小型化,片式化,编带化方向发展,以适应整机生产自动插装和表面贴装的需要。目前,电子组件发展的趋势主要如下:各类电子组件向片式产品方向发展,每一类引线组件基本上已有对应的片式组件产品.世界领先的日本电子组件片式化率已达60~70%,近3/4的电子整机采用了表面贴装(SMT)生产。近几年美,日,西欧片式组件市场销售增长率都超过20%,亚太地区也已开始大量生产片式组件,除供本地区市场外,也大量出口欧美。

  近年来逐渐兴起了智能组件,这种组件自身不但具有感知功能,而且还具有调节,控制或修复功能。用这种组件电子整机不但可以简化电路,而且还会具有新的功能.现在智能组件已有多种,如PTC热敏电阻器,ZnO压敏电阻器,CuO-ZnO湿敏组件,WO3和MoO3电致变色器件等。

  电致变色是指材料的光学性能在外加电场作用下产生稳定的可逆变化的现象,在外观性能上则表现为颜色及透明度的可逆变化。其变色原理主要取决于材料的化学组成能带结构和氧化还原特性,可通过离子、电子注入和抽去,调制薄膜在可见光区的吸收特性或改变薄膜中载流子浓度和等离子振荡频率,实现对红外反射特性的调制。近年来已研制开发的电致变色器件,主要有电致变色显示器件(ECD),电致变色灵巧窗,无眩反光镜,电色储存器件等,此外还包括变色太阳镜,高分辨率光电摄像器材,光电化学能转换和储存器,电子束金属版印刷技术等高新技术产品。电子组件高性能化的含义较广,总的来说就是具有了以前未曾达到过的性能,如提高了容量、电压、功率和频率,增大了耐热性和稳定性,提高了精度,增长了寿命等等。高性能化之所以不易,是因为要在组件不断超微型化下加以实现。目前,产品质量一致性向长寿和高可靠性方向发展,大幅度提高产品的固有可靠性。电子组件的电性能、机械性能、电压特性、频率特性、温度特性比以前更好。更适用于电子整机的数字化、高频化、精密化、长寿命化发展。电子组件的质量一致性大幅度提高,参数分散性大幅度降低,对客户的质量保证达(2~10)×10-6。电子组件厂必须建立有效的完整的质量保证体系,并经认证,生产的产品必须按国际安全标准认证合格并有安全标志。

  未来随着国内外电子信息产业的迅猛发展,消费类产品向数字化和高性能发展,新技术,新产品必将不断涌现,智能化产品和系统也会越来越普及,我们观察一下周围,就会发现,各种智能化电器正在逐步成为我们生活的主角,如智能电视机、电灶具、电热水器、智能化手机、手表式终端,智能化汽车及智能化公交系统等等。特别是量子技术有了突破后,信息技术有可能进入“量子时代”。而这一切都将极大地带动中国电子元器件市场的发展,成为中国电子元器件市场发展的动力。基于市场需求的新特点,电子元器件正在向超微化、片式化、数字化、智能化、绿色化方向发展,我国电子元器件行业发展前景乐观。

  以市场为导向,密切跟踪数字化、网络化技术的发展趋势,不断开发新产品,提高技术档次,加快新型电子元件的开发,使我国电子元件由生产大国向生产强国转变。突破关键元器件技术,电子元件企业要加快技术创新体系建设,提升行业整体竞争力。片式化是电子元件的重要发展方向,不仅市场需求量大,而且充分体现了规模经济的特点,如果结合上下游产品,如材料、零部件、设备、仪器等,形成产业链,则产业规模更大,拉动效益更明显。要把握国际电子信息产业调整和转移的机遇,推动更高层次的国际合作,以资本为纽带,调整产业结构和产品结构,提升管理水平,培育我国电子元件的跨国公司,打造国际级的龙头企业和拳头产品,努力提高国内外市场的占有率,继续保持我国电子元件较快的增长速度。

  5微特电机大转矩、低功耗、无刷化

  微特电机是电机的一个主要分支,20世纪末以来,直线电机、低速电机、超声波电机、DH电机及其它微电机发展迅速。微特直线电机多采用在自动控制系统中作为伺服电动机,或者作为一种执行元件使用。近年来,随着自动控制技术和微型计算机的高速发展,对各类自动控制系统的定位精度提出了更高的要求。在这种情况下,传统的旋转电机再加上一套变换机构组的直线运动装置,已经远远满足不了现代控制系统的要求。为此,近年来世界许多国家都在研究发展和应用直线电机,使得直线电机越来越受到电机制造商的重视和关注。

  传统电机都是以高速旋转的,一般为:2800、1400、960、720r/min四种转速,这种转速很难满足各种工业设备运行的需要,90%的电机必须与庞大的减速机构配套使用。在伺服系统中,电机采用齿轮转动后,不仅使系统尺寸、重量增加,而且造成噪声、增加惯量及降低效率。同时,由于齿轮啮合精度的限制,在要求正反转和平稳快速反应时,齿轮转动往往影响系统性能。随着宇航、卫星、火箭等尖端技术的发展,低速电机应运而生。这种电机体积小、重量轻,直接输出较低的转速,无需再用减速机,同时能输出大转矩。因为低速电机转速低可直接驱动机械设备,既节约了能源,又降低了成本。微电机向大转矩、小尺寸、高控制精度、低功耗、低噪声、长寿命和低成本等方向发展,同时向具有控制功能的智能化方向发展,无刷化已成为各类电机的共同趋势。微电子机械加工技术将在微电机的超小型化中发挥重要作用。薄型化、智能化和一体化技术将日益使用在微电机中。交流调速驱动将逐步取代直流调速驱动,其中包括采用全控型电力电子器件、LSI和微处理器、矢量控制技术等。拼块组合技术、切片式绕组、加工无切削化技术将促进超小型微电机的发展。

  无刷直流电机全称为无刷直流执行伺服电机,是同步电机的一种,无刷直流减速电机马达是同步减速电机马达的一种,也就是说减速电机马达转子的转速受减速电机马达定子旋转磁场的速度及转子极对数(p)影响,n=60f/p。无刷直流微电机又称“直交系统”,是将直流电由逆变器转换成频率可调的交流电,此处逆变器是工作在直流斩波方式。在转子极对数固定情况下,改变定子旋转磁场的频率就可以改变转子的转速。直流无刷电机即是将同步电机加上电子式控制,控制定子旋转磁场的频率,并将电机转子的转速回授至控制中心反复校正,以期达到接近直流电机特性的方式。也就是说直流无刷电机能够在额定负载范围内当负载变化时仍可控制电机转子维持一定的转速。无刷直流微电机是其中的一种。

  无刷直流微电机由同步电动机和驱动器组成,是一种典型的机电一体化产品。同步电动机的定子绕组多做成三相对称星形接法,同三相异步电动机十分相似。而转子上粘有已充磁的永磁体,为了检测电动机转子的极性,在电动机内装有位置传感器。无刷直流电机的应用十分广泛,如汽车、工具、工业工控、自动化以及航空航天等等。无刷直流电机可以分为以下三种主要用途:持续负载应用主要是需要一定转速但是对转速精度要求不高的领域,比如风扇、抽水机、吹风机等一类的应用,这类应用成本较低且多为开环控制;可变负载应用主要是转速需要在某个范围内变化的应用,对电机转速特性和动态响应时间特性有更高的需求。如家用器具中的、甩干机和压缩机就是很好的例子,汽车工业领域中的油泵控制、电控制器、发动机控制等,这类应用的系统成本相对更高些;定位应用大多数工业控制和自动控制方面的应用属于这个类别,这类应用中往往会完成能量的输送,所以对转速的动态响应和转矩有特别的要求,对控制器的要求也较高。测速时可能会用上光电和一些同步设备。过程控制、机械控制和运输控制等很多都属于这类应用。实用性新型无刷电机是与电子技术、微电子技术、数字技术、自控技术以及材料科学等发展紧密联系的。它不仅限于交直流领域,还涉及电动、发电的能量转换和信号传感等领域。在电机领域中新型无刷电机的品种是较多的,但性能优良的无刷电机因受到价格的限制,其应用还不十分广泛。

  BLDCM是在有刷直流电动机的基础上发展来的,但它的驱动电流是不折不扣的交流;无刷直流电机又可以分为无刷速率电机和无刷力矩电机。这种电动机的机械特性和调节特性的线性度好,调速范围广,寿命长,维护方便噪声小,不存在因电刷而引起的一系列问题,所以这种电动机在控制系统中有很大的应用潜力。电动机的定子绕组多做成三相对称星形接法,同三相异步电动机十分相似。电动机的转子上粘有已充磁的永磁体,为了检测电动机转子的极性,在电动机内装有位置传感器。驱动器由功率电子器件和集成电路等构成,其功能是:接受电动机的启动、停止、制动信号,以控制电动机的启动、停止和制动;接受位置传感器信号和正反转信号,用来控制逆变桥各功率管的通断,产生连续转矩;接受速度指令和速度反馈信号,用来控制和调整转速;提供保护和显示等等。由于无刷直流电动机是以自控式运行的,所以不会象变频调速下重载启动的同步电机那样在转子上另加启动绕组,也不会在负载突变时产生振荡和失步。

  中小容量的无刷直流电动机的永磁体,多采用高磁能积的稀土钕铁硼材料。因此,稀土永磁无刷电动机的体积比同容量三相异步电动机缩小了一个机座号。稀土永磁无刷直流电动机将以其宽调速、小体积、高效率和稳态转速误差小等特点在调速领域显现优势。无刷直流电机因为具有直流有刷电机的特性,同时也是频率变化的装置,所以又名直流变频,无刷直流电机的运转效率,低速转矩,转速精度等都比任何控制技术的变频器还要好,所以值得业界关注,产品已生产超过55kW,可设计到400kW,可解决产业界节电与高性能驱动的需求。

  近几年,我国微特电机行业有了长足的发展,尤其在长江三角洲、珠江三角洲、环渤海三大地区已经形成我国微特电机的重要生产基地和出口基地。我国已经成为世界微特电机的生产大国。微特电机是一个产品门类规格繁多、应用领域广泛的行业,各类微特电机都有很好的发展前景。我国微特电机行业,是对外完全开放和比较充分进入市场经济的行业,国外微特电机行业的知名企业,利用我国劳动力资源密集和材料资源丰富的特点,来华投资办厂,实现规模化大生产。另外,民营企业数量较大,他们的体制和机制灵活,成本较低,有竞争力,生产规模不断扩大,在中低档产品方面已经可以参与市场竞争。我国微特电机与国外先进水平相比还有一定差距,新型微特电机开发强度不大,生产基本处于空白。无刷直流电机市场前景很好,是微特电机的发展方向,在这方面我国尚未真正形成规模化生产。直线电机国内已有开发。但大部分属于低档直线电机。电动汽车用的主驱动电机和控制器国内处于研制、开发阶段,还没有进入生产。现代微特电机需求量大,可应用于各个领域,使用面广,人们可以通过一个家庭拥有微特电机数量的多少来衡量一个国家发展水平,有资料统计,发达国家每个家庭平均拥有50~100台微特电机,我国城市平均家庭拥有量大约在10~30台,可见,具有很大的潜在市场。今后几年,微特电机行业的重点项目和重点工作将是围绕产品结构调整,一方面,充分利用我国劳动力资源丰富和原材料便宜的优势,不断扩大我国微特电机企业的大批量生产能力,尤其在中低档微特电机产品方面,按照市场经济原则,组建几个有实力的企业,强强联合,形成集团化大公司生产,加强管理,降低成本,以物美价廉的电机产品参与国内外竞争。另一方面,加速新产品开发,高起点定位新型微特电机的研制开发,变微特电机生产大国为微特电机生产技术强国。

  6电子变压器微型化

  微型化是现代工业产品的一大趋势,各种电子设备、信息设备的体积重量都在不断地缩减,电气设备领域在此环境下也不例外,变压器正走微型化之路。

  传统的电子变压器体积大,重量重大的配件,如今家用电器以及电子设备不断发展,市场对低压电子变压器的需求量日益增大,变压器市场如何推动变压器产品向轻、薄、小的方向发展,更重要的是随着整机性能的变化,必将驱使电子变压器产品向高频化、低损耗、表面贴装及新材料、新结构的新型变压器方向发展。据了解,高频、低损耗、小尺寸和低价位的电于变压器是目前市场上最畅销的产品。传统产品尽管有市场,有产量,但利润空间已很小,也不可能形成强劲的竞争力,变压器的主要利润点在于新一代高端产品,无源集成技术的迅速崛起,微型片式整机产品全面升级换代,为变压器企业提供了实现跨越式发展的技术切入点,也是电子变压器企业必将在今后的发展中走技术进步之路。

  微型变压器利用电磁感应原理把电能在两个电路之间传递,由磁芯和绕组构成。与常规变压器相比,磁芯尺寸大幅度缩小,截面积与高度的比值更大。微型变压器的绕组是由折叠式铜箔、印制电路板上的印制铜线条或直接沉积于磁性薄膜上的铜线条构成。微型变压器具有功率密度高、效率高、漏感低、散热性好、成本低等优点。

  高频、低损耗、小尺寸和低价位的电于变压器是目前市场上最畅销的产品。伴随超大规模电路和系统集成以及元器件小型化、PCB表面安装高密度化的趋势,市场对电子变压器微型化需求持续升温。随着新材料、新工艺的不断应用,国内变压器制造企业还不断研制和开发各种结构形式的变压器,以适应不同的市场应用需求。

  由于现在是分立组件与片式组件共存,所以它们都将进一步微型化.分立组件继续微型化的方向有自身再缩小及加速片式化,是提高电子组件的片式化比率,片式组件进一步微型化的方向是无引线,矩形化和薄膜化。矩形组件的代表性尺寸已从传统的3.2mm×1.6mm发展到现在的2.0mm×1.25mm和1.6mm×0.8mm,甚至1.0mm×0.5mm和0.6mm×0.3mm。

  复合化(组件化和网络化)是电子组件集成化的一种简便方式,从外表看似乎是一个组件,实际上它是一个组件,是一个网路,是一个复合组件。

  压电陶瓷变压器在国外已经得到广泛应用,特别是在液晶显示器中已广泛使用。压电陶瓷变压器的生产将改变变压器的传统生产方式,主要原材料、磁材、漆包线等将被陶瓷材料所取代,将会使这部分变压器的加工工艺发生根本变化。我国的电子变压器生产占全球总产量的20%以上,我国已经成为国际市场的主要供应基地。随着国际市场竞争的日趋激烈,为了降低成本,必将进一步推动变压器生产规模化,形成规模效益,以适应更加激烈的市场竞争。变压器是根据用户要求定制的产品,企业必须紧跟用户产品的发展趋势,变压器新产品开发必须和整机新产品开发及新材料的运用相结合,和非标准仪器设备开发相结合。

  我国的电子变压器产品目前仍是几十年生产的传统产品居多,仍是用矽钢片、铁氧体、漆包线、塑料骨架等为主要原材料和零部件。为了给新型电子产品配套,近几年引进了R型铁芯技术,开发了R型变压器,进一步提高了电子变压器的质量水平。

  我国的电子变压器生产占全球总产量的20%以上,已经成为国际市场的主要供应基地。随着国际市场竞争的日趋激烈,为了降低成本,必将进一步推动变压器生产规模化,形成规模效益,以适应更加激烈的市场竞争。电子变压器行业为适应市场经济和配套的需求,近几年,经营机制有了较大的转变。行业协会统计的数据显示,民营企业已占电子变压器行业的50%左右。我国加入WTO后,电子变压器市场基本处于稳定状态,由于电子变压器属于劳动密集型产品,我国劳动力成本比较低廉,行业没有受到较大冲击,出口方面反而有了进一步的增长。去年我国电子变压器出口额接近12亿元,同比增长2.66%。

  变压器是根据用户要求定制的产品,企业必须紧跟用户产品的发展趋势,变压器新产品开发必须和整机新产品开发及新材料的运用相结合,和非标准仪器设备开发相结合。今后几年,电子变压器的技术发展趋势是产品向微型化发展。目前国外的微型电子变压器的发展较快,已经生产出5mm×5mm×5mm的微型变压器和厚薄仅为0.2mm的平面变压器,我国少数外资企业已经有此类封装微型电子变压器,而国内企业尚待开发。传统的电子变压器产品虽然有市场有产量,但利润比较小,也不可能形成强劲的竞争力。而电子变压器的主要利润点在新一代的高端产品。所以电子变压器企业必将在今后的发展中走技术进步之路。未来,电子变压器将随着整机微型化的需求,向高频化、低损耗、片式的方向发展。消费类电子产品需求逐渐平稳,电子变压器行业发展也十分迅猛,电子技术在各个领域应用都十分广泛。广大消费者对消费类电子产品需求的不断增长,为电子变压器行业的发展带来了无限的机遇。

  7结束语

  总之,电子元器件处于电子信息产业链上游,是通信、计算机及网络、数字音视频等系统和终端产品发展的基础,电子元器件产值在整个电子行业所占的份额达六成多,从而对电子信息产业的发展起着至关重要的作用。经过多年持续快速发展,我国信息产业由大变强取得明显进展,产业结构不断优化、创新能力日益提升,国际竞争力明显增强,工业电子支撑支撑“两化”深度融合的能力和水平显著提高。在装备制造、航空、建材、石化、钢铁、煤炭、纺织、制药、食品加工等领域不断深入应用,明显提升了工业的自动化、智能化和管理现代化水平,有效提高了工业生产经营效率,带动了国民经济各个领域的质量和效益提升。随着下一代互联网、新一代移动通信和数字电视的逐步商用,电子整机产业的升级换代将为电子材料和元器件产业的发展带来巨大的市场机遇,新型元器件消费将继续向微型化、片式化、高性能化、集成化、智能化、环保节能方向发展。

  参考文献:

  [1]王静.电子元器件器件小型化发展趋势探究[J].工业B,2015(4):246.

  [2]李轶刚.对电子元器件科技发展趋势的研究[J].中国新通信,2015年第17卷第6期:9.

  [3]于海燕.电子元器件标准化应用管理[J].电子科学技术,2015年第2卷第3期:372-378.
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