電子元器件可分為有源元器件和無源元器件兩大類。有源元器件主要指當前為社會廣泛關注的半導體芯片,而無源元器件(又稱被動元器件)則包括了半導體芯片以外為數眾多的一大類元器件,如電阻器、電容器、電感器、濾波器、天線、變壓器等,這類元器件與半導體芯片共同構成各類電子硬件系統。
在過去的一年中,繼美國政府對華為高端集成電路芯片的封鎖令生效后,部分高端無源元器件(如功率電感器)也遭遇國際大公司斷供,這一行動標志著針對中國企業高端電子元器件封鎖已從半導體集成電路擴張到了無源元器件領域,值得密切關注,積極應對。
量大面廣
無源電子元器件至關重要
在電子電路中,無源電子元器件占據了電路元器件總數量的80%、電路空間的70%、元器件總成本的30%以及組裝成本的70%。這類元器件量大面廣,是各類電子信息系統中必不可少的基本單元,是現代工業的糧食。作為一類意義重大的戰略產品,無源電子元器件供應鏈的自主可控是諸多產業生存、發展和安全的基本保障。
半個多世紀以來,半導體技術的高速發展導致有源器件以摩爾定律的速度迅速集成化,而無源元器件則由于涉及的材料品種較多、工藝各異而難以集成,多以分立器件的形式使用,這使得無源元器件在電路中的比例越來越大,構成電子整機重量、尺寸及能耗的主要部分,也成為制約電子系統進一步向小型化、高性能發展的主要瓶頸。而無源電子元器件的小(微)型化、片式化、薄膜化、集成化技術成為發達國家競相發展的戰略前沿技術。
我國是無源元器件大國,元器件的總產量在全球名列前茅,但還不是強國,高端無源元器件(如高端濾波器、集成射頻模塊等)還強烈依賴進口。盡管與集成電路相比,我國的無源電子元器件技術水平與國際先進水平的差距相對較小,但部分關鍵材料(如部分高端電子陶瓷粉體、電子漿料等)對國外企業有相當程度的依賴,而高端元器件的關鍵工藝裝備和檢測設備的國產化程度還不高。因此,高端無源元器件被“卡脖子”的風險依然存在。
值得指出的是,與集成電路不同,無源電子元器件多為通用元器件,其應用范圍更寬,影響可能會大于集成電路。以華為的產品為例,目前高端芯片產品的影響主要集中在終端領域(主要是高端智能手機),但一旦高端無源元器件的實行斷供,受影響的可能不僅包括終端,也包括交換設備和傳輸設備等。
加大扶持力度
推動高端無源電子元器件發展
歷史的經驗表明,核心技術的突破是打破技術封鎖的關鍵。我國片式電感器產業的發展就是一個很好的例證。上世紀90年代初,我國引進首條片式電感器的生產線,但材料受到封鎖,產業步履維艱。在國家“863”計劃的支持下,及時啟動了相關材料的研究,我們的工作初具進展后,國外企業即放棄封鎖,國內相關產業及時贏得了發展機遇。
為應對可能來臨的對無源電子元器件的封鎖,我們提出以下建議:
一是將無源元器件納入“十四五”計劃的重中之重。與半導體技術和集成電路相比,長期以來社會各界對無源元器件的重視程度一直較低,導致相關產業的發展環境遠不及集成電路。建議“十四五”制定出臺國家無源元器件發展戰略,進一步加大對無源電子元器件扶持力度,將國家培育扶植集成電路行業的各項優惠政策延伸到無源電子元器件行業。
二是啟動無源電子元器件科技專項。無源元器件的小型化、微型化、集成化技術涉及多個學科領域,融合了材料科學與技術、電子科學與技術、微加工技術等領域的前沿研究成果。為推動我國無源元器件技術研發,建議“十四五”期間及時啟動面向無源電子元器件的國家科技專項,組織產學研用聯合的研究隊伍,通過協同創新,在高端無源電子元器件的新原理、新材料、關鍵工藝和重要裝備方面實現全面突破,助推我國的無源電子元器件技術走向世界前列。
三是加強無源電子元器件人才的培養,恢復“電子材料與元器件”二級學科的地位。無源元器件技術涉及材料科學和電子科學兩個學科門類,為了滿足這個產業的要求,我們的學科目錄中曾經設置了電子材料與元器件這個二級學科,培養出了一大批復合型人才,在相當長的時間中支撐了我國無源電子元器件產業的發展。然而,上世紀90年代的學科調整將該專業取消,造成了該領域人才的匱乏。建議有關部門借鑒建立“集成電路”一級學科的做法,從產業需求出發,恢復電子材料與元器件二級學科。
責任編輯:tzh
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