
微波介质陶瓷,是指应用于微波频段电路中作为介质材料并完成一种或多种功能的陶瓷材料,具有介电常数高、谐振频率温度系数小、介质损耗低等众多特点。
微波介质陶瓷元器件目前广泛应用于移动通信、卫星通讯、卫星 导航与定位、航空航天、电子器件、汽车工业、万物互联等领域。其中,移动通信领域是微波介质陶瓷元器件的重要应用方向;万物互联、航空航天等领域的应用有望给微波介质陶瓷元器件带来新的市场增长点。在移动通信领域,介质谐振器、介质滤波器、介质双工器、介质多工器、卫星授时天线等均是通信基站的重要元器件。微波介质陶瓷元器件在满足性能要求的条件下,符合宏基站小型化和轻量化的设计要求,并且能够解决高抑制的系统兼容问题,逐渐成为基站射频器件的重 要选择方案。 在5G通信应用领域,介质波导滤波器具有独特优势。同等频率要求下,介质波导滤波器产品的体积更小、重量更轻。其体积小、重量轻、成本低、接口方式多样, 能够适应滤波器定制化、个性化的发展趋势。在“万物互联”的背景下, 物联网蕴含的市场空间广阔,预计将带动产业链上游微波介质陶瓷元器件的应用范围不断扩展, 创造更多的应用场景。此外,航空航天领域作为我国重要的发展战略,未来对高性能、小型化、 高可靠性的滤波器、天线等微波介质陶瓷元器件的需求也将进一步得到提升。随着低温共烧陶瓷技术的不断发展,微波介质陶瓷材料的应用前景会更好。
据了解,A股上市公司灿勤科技最具代表性的电子陶瓷材料领域研发产品就是微波介质陶瓷材料,以微波介质陶瓷材料制备的电子元器件具备众多优良性能,具体如下:微波介质陶瓷材料的介质损耗是影响介质滤波器插入损耗的一个主要因素。材料品质因素(Q 值)越高,滤波器的插入损耗就越低。为获得低损耗、高 Q 值的微波介质陶瓷材料,必须不断改 进微波介质陶瓷材料的粉体配方和制备工艺,研制出杂质少、缺陷少、晶粒均匀分布的高Q值微波介质陶瓷材料,从而制造出低插损的介质滤波器产品。由于终端设备的工作环境温度一般在-40℃~+100℃,微波介质陶瓷材料的谐振频率如果随温度变化较大,载波信号在不同的温度下就会产生漂移,从而影响设备的使用性能。这就要求材料在上述温度范围内的谐振频率温度系数不能大于 l0ppm/℃。陶瓷材料具有耐腐蚀、耐酸碱、耐高 温等特性,使用寿命较长,目前已实用化的微波介质陶瓷材料的频率温度系数接近零,从而实现 微波通信元器件的高稳定性和高可靠性。微波介质陶瓷材料因其特殊的制备工艺形成的晶相结构,具有较高的介电常数,有利于实现 微波介质滤波器的小型化,满足现代电子技术对元器件集成化的要求。使用微波介质陶瓷制作的 谐振器等器件尺寸可以达到毫米量级。电子陶瓷元器件的研发、生产涉及材料科学、电子技术、机械技术、化学等众多领域,研发 难度大,设计难度高,生产工艺复杂,属于典型的技术密集型产业。电子陶瓷元器件行业的新进入者难以在短时间内掌握粉体配方等核心技术,生产 工艺也需要较长时间的积累,在无核心技术、研发平台、研发团队的情况下难以适应市场需求的 快速变化,进入壁垒较高。具体有以下几点:自有粉体配方是电子陶瓷元器件厂商的核心竞争力。电子陶瓷元器件的粉体配方必须满足高 精细度、高纯度、高分散性、化学均一、高结晶度等一系列严格的技术要求,其研发过程往往需 要长期的实验、检测和数据积累、分析,研发周期较长。相关配方均属于各企业的商业秘密,难 以进行逆向工程和复制,行业进入者难以复制现有企业的竞争优势。 电子陶瓷元器件的生产加工需要有较强的制备能力。成熟的生产工艺依靠长期的经验积累, 需要在实践中不断摸索才能取得,如生产过程中的烧结工艺、成型工艺等均需要长周期、高投入 的实践经验摸索。不成熟的生产工艺生产出的陶瓷产品容易碎裂、变形、收缩,产品的良率较低, 导致生产成本更高。企业需要建立起一整套严格的工艺流程控制、检测手段,从而保证生产的标 准化、系列化,从零开始积累的难度较大。厂家在工艺研发成功后,均会采用专利、商业秘密等 手段加以保护,潜在竞争者很难在短期内取得能满足市场需求的高性能产品的生产工艺。电子陶瓷元器件下游应用领域不断扩大,由于下游行业的快速发展,技术更新速度较快,对 电子陶瓷元器件厂商的创新能力有较高的要求,上游元器件厂商需要具备独立的研发平台、先进 的研发设备、较强的研发团队、较快的研发响应速度。如果缺乏较强的研发团队、自主核心技术、 生产技术管理能力,将缺乏持续的研发创新能力,难以满足快速变化的市场需求,无法在市场上 长期生存和发展。据悉,灿勤科技目前已在先进微波介质陶瓷材料配方及制备、高性能介质波导滤波器、超大尺寸介质滤 波器的制造及安装、复杂陶瓷体一次成型、盲孔陶瓷体金属化及银焊等领域拥有多项核心技术。在陶瓷粉体方面,公司目前已掌握 150 余种陶瓷粉体配方,其中 60 余种已得到商业化批量应用, 介电常数覆盖 4-150 范围,并具备低温漂、高 Q 值等性能特点,可以满足频率在 110GHz 以内的 介质滤波器、介质谐振器等产品的应用。公司现有生产线能够覆盖从陶瓷粉体制备到元器件成品 出厂全过程,并可根据客户需求采取多品种、差异化的柔性生产模式。凭借长期的技术积累,公司依托自有核心技术研制的滤波器、谐振器等主要产品在介电性能、稳定性、成本控制能力以及量产交付规模方面得到了下游客户的广泛认可。