摘要：我國是移動(dòng)通訊用微波介質(zhì)元器件的最大市場，也是全球最大的電子信息產(chǎn)品生產(chǎn)基地。國內(nèi)微波介質(zhì)陶瓷的市場需求一直十分旺盛，近幾年年均增長率保持在15%以上。隨著北斗衛(wèi)星導(dǎo)航、5G移動(dòng)通信、物聯(lián)網(wǎng)、無人駕駛、共享經(jīng)濟(jì)、衛(wèi)星電視、WLAN產(chǎn)品、藍(lán)牙產(chǎn)品等微波通信市場的發(fā)展，微波介質(zhì)陶瓷元件在國內(nèi)的市場需求今后5~10年內(nèi)將爆發(fā)式增長。本文對微波介質(zhì)陶瓷市場發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了分析。

　　我國微波介質(zhì)陶瓷起步晚，但研發(fā)、生產(chǎn)、市場發(fā)展水平與國際持平

　　微波介質(zhì)陶瓷是指在300MHz~300GHz的微波頻率范圍內(nèi)作為介質(zhì)材料完成一種或多種功能的陶瓷。在電子元器件中發(fā)揮介質(zhì)隔離、介質(zhì)波導(dǎo)以及介質(zhì)諧振等功能，以滿足微波移動(dòng)通信的發(fā)展需求。其性能及應(yīng)用特點(diǎn)是介電常數(shù)大，濾波器的尺寸會(huì)越小；頻率溫度系數(shù)接近于零從而可以實(shí)現(xiàn)器件的高穩(wěn)定性和高可靠性；Q值高，濾波器可以實(shí)現(xiàn)越窄的通帶帶寬，可實(shí)現(xiàn)更好的濾波功能。

　　我國微波介質(zhì)陶瓷研發(fā)起步較晚，在較長的一段時(shí)間內(nèi)只能生產(chǎn)較低介電常數(shù)、較低Q值等微波介質(zhì)陶瓷，長期以來高品質(zhì)微波介質(zhì)陶瓷及元器件一直依賴進(jìn)口。近年來，隨著我國在微波介質(zhì)陶瓷領(lǐng)域的研究、開發(fā)和制造技術(shù)的不斷進(jìn)步，移動(dòng)通信領(lǐng)域急需的中介電常數(shù)、高Q值的微波介質(zhì)陶瓷基本實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化，目前國內(nèi)微波介質(zhì)陶瓷的研發(fā)和生產(chǎn)水平與國際先進(jìn)水平基本持平。微波介質(zhì)陶瓷材料已實(shí)現(xiàn)系列化，其介電常數(shù)范圍涵蓋6~150，高Q值材料(Q_f>10*10⁴GHz)大都集中在10~35之間。介電常數(shù)25左右的材料其Q_f值已能達(dá)到25*10⁴GHz，35左右的能達(dá)到10*10⁴GHz左右；4G基站用諧振器(1.8G、2.8G)主要采用介電常數(shù)40/45的材料，其Q_f值在48000~70000GHz之間。

　　我國微波介質(zhì)陶瓷材料及元器件在移動(dòng)通信基站、共享經(jīng)濟(jì)以及北斗導(dǎo)航終端系統(tǒng)等領(lǐng)域的應(yīng)用取得快速發(fā)展。截至2017年年底，針對4G通信介質(zhì)濾波器的LaAlO₃-SrTiO₃系和ZrTiO₄系已經(jīng)實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，技術(shù)水平達(dá)到國際先進(jìn)水平，使得移動(dòng)通信介質(zhì)濾波器的成本大幅度下降，微波介質(zhì)陶瓷天線(包括GPS和北斗)每月出貨量都是按數(shù)百萬件計(jì)。

　　北斗導(dǎo)航與5G通信推動(dòng)微波介質(zhì)陶瓷市場大幅增長

　　隨著我國北斗全球?qū)Ш较到y(tǒng)建設(shè)的加速，微波介質(zhì)陶瓷天線的需求量將持續(xù)大幅度增長。北斗天線有別于GPS天線，其要求性能更高，如具備低仰角高增益的特性，所以北斗天線設(shè)計(jì)要求微波介質(zhì)陶瓷具有更低的節(jié)點(diǎn)常數(shù)和介電損耗，一般要求介電常數(shù)小于15。因此，北斗導(dǎo)航的發(fā)展也促進(jìn)了我國低介電常數(shù)微波介質(zhì)陶瓷的發(fā)展，特別是對介電常數(shù)為12(MgO-CaO-SiO₂-TiO₂系)和6.5(MgO-Al₂O₃-SiO₂-CaO系)的介質(zhì)陶瓷需求迫切。移動(dòng)通信基站濾波器和微波介質(zhì)陶瓷天線的主要生產(chǎn)廠家有：廣東風(fēng)華高新科技股份有限公司、嘉興佳利電子股份有限公司、嘉康電子股份有限公司、江蘇江佳電子股份有限公司、張家港燦勤電子元件有限公司等。歷年來，微波介質(zhì)陶瓷的產(chǎn)量規(guī)模如圖1。

圖1 我國歷年微波介質(zhì)陶瓷產(chǎn)量(噸)

（來源：五度易鏈行業(yè)研究中心）

　　隨著我國大容量通信衛(wèi)星的快速發(fā)展，極低介電損耗(超高Q值)、復(fù)合鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的A(B’_1/3B“_2/3)O₃類材料，如典型材料Ba(Mg_1/3Ta_2/3)O₃(BMT)需求量逐年增長。上海硅酸鹽研究所多年致力于復(fù)合鈣鈦礦結(jié)構(gòu)A(B’_1/3B“_2/3)O₃類超高Q值微波介質(zhì)陶瓷研究，已經(jīng)成功突破多項(xiàng)關(guān)鍵制備技術(shù)，目前所生產(chǎn)的Ba(Mg_1/3Ta_2/3)O₃(BMT)介質(zhì)陶瓷的性能已經(jīng)達(dá)到國際先進(jìn)水平，并將在5G移動(dòng)通信、衛(wèi)星通信、特種微波通信等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

　　微波介質(zhì)陶瓷將更加低成本、小型化、高頻化以滿足市場需求

　　通信設(shè)備使用要求的特殊性使得對其中元器件、部件、系統(tǒng)的重量和尺寸要求越來越高，如移動(dòng)通信系統(tǒng)中的濾波器不斷朝著小型化、輕便化、高頻化、低功耗化方向發(fā)展。然而，目前常見的濾波器都存在一些難以克服的缺點(diǎn)，比如：采用微帶結(jié)構(gòu)及金屬諧振器構(gòu)成的濾波器、雙工器要實(shí)現(xiàn)小型化難度太大；聲表面波濾波器雖然可以減小電路尺寸，但由于功率容量小及插入損耗大，應(yīng)用范圍受到限制。所幸的是，隨著現(xiàn)代薄膜技術(shù)、單片集成電路、MEMS、LTCC等工藝的突破，極大地推動(dòng)了各類微型(片式)中頻、高頻、微波濾波器向著高性能、低成本、小型化、更高頻化等方向飛速發(fā)展。

　　結(jié)語

　　隨著北斗衛(wèi)星導(dǎo)航、5G移動(dòng)通信、物聯(lián)網(wǎng)、無人駕駛、共享經(jīng)濟(jì)、衛(wèi)星電視、WLAN產(chǎn)品、藍(lán)牙產(chǎn)品等微波通信市場的發(fā)展，微波介質(zhì)陶瓷元件在國內(nèi)的市場大幅增長，我國微波介質(zhì)陶瓷雖然起步晚，但研發(fā)、生產(chǎn)、市場發(fā)展水平與國際持平。微波介質(zhì)陶瓷將更加低成本、小型化、高頻化以滿足市場需求。