3月8日，全球先進(jìn)陶瓷行業(yè)的品牌展會(huì)——第十六屆中國國際先進(jìn)陶瓷展覽會(huì)（簡(jiǎn)稱“先進(jìn)陶瓷展”）在上海完美收官！據(jù)先進(jìn)陶瓷展主辦方報(bào)道，本屆展會(huì)規(guī)模近4.5萬㎡，近800家中外展商參展，三天展期共接待國內(nèi)外專業(yè)觀眾超6.1萬人次。

據(jù)報(bào)道，本屆先進(jìn)陶瓷展吸引了中材高新、國瓷、中鋁、Saint-Gobain、BOSCH、BASF、東方鋯業(yè)、山田研磨等國內(nèi)外778家知名先進(jìn)陶瓷企業(yè)，集中展示了氧化物、碳化物、氮化物等精密陶瓷粉體及原材料，混料、成形、燒結(jié)、精整、后加工、檢測(cè)等先進(jìn)工藝和設(shè)備，以及高精密零部件產(chǎn)品等。

一年一度的先進(jìn)陶瓷展也被視為先進(jìn)陶瓷行業(yè)前沿應(yīng)用的風(fēng)向標(biāo)，搭乘“雙碳”、智能終端、5G、新能源汽車等熱點(diǎn)概念的熱潮，這場(chǎng)展會(huì)將呈現(xiàn)先進(jìn)陶瓷行業(yè)在應(yīng)對(duì)新形勢(shì)下的哪些風(fēng)向？

先進(jìn)陶瓷在新能源汽車領(lǐng)域應(yīng)用成新風(fēng)尚

隨著科技的不斷進(jìn)步和全球?qū)Νh(huán)境友好材料的需求增加，先進(jìn)陶瓷行業(yè)迎來了新的發(fā)展機(jī)遇。預(yù)計(jì)到2025年，先進(jìn)陶瓷市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到1000億美元，年增長(zhǎng)率約為8%。

在全球范圍內(nèi)，先進(jìn)陶瓷材料被廣泛應(yīng)用于電子、汽車、航空航天、醫(yī)療和能源等領(lǐng)域，成為推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級(jí)的重要支撐。

但近兩年來，新能源汽車的快速普及為陶瓷產(chǎn)業(yè)帶來了尤為突出的發(fā)展機(jī)遇。

據(jù)預(yù)測(cè)，到2025年，我國新能源乘用車市場(chǎng)銷量將達(dá)到1270萬輛，市場(chǎng)滲透率將達(dá)到50%，而到2030年，這一數(shù)字將增至1830萬輛，滲透率提升至60%。在此趨勢(shì)下，車用陶瓷部件的需求也將顯著增長(zhǎng)。

據(jù)了解，氧化鋁（AI2O3）陶瓷、碳化硅（SiC）陶瓷、氮化硅（Si3N4）陶瓷都是汽車領(lǐng)域的重要陶瓷材料，而壓電陶瓷材料則是一種能夠?qū)C(jī)械能和電能互相轉(zhuǎn)換的信息功能陶瓷材料，已大規(guī)模應(yīng)用于加速度傳感器及壓電倒車?yán)走_(dá)領(lǐng)域。

其中，氧化鋁（AI2O3）陶瓷在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用占比達(dá)到10.3%，且以中國為代表的亞洲市場(chǎng)，其發(fā)展速度超過了全球平均水平。

氧化鋁陶瓷

資料來源：先進(jìn)陶瓷展

據(jù)了解，氧化鋁陶瓷的重要應(yīng)用之一是大功率陶瓷繼電器。這種繼電器是新能源汽車動(dòng)力電池包與整車用電系統(tǒng)安全連接的核心部件。此外，動(dòng)力電池陶瓷密封圈、電容式壓力傳感器以及大功率汽車熔斷器也是氧化鋁陶瓷的重要應(yīng)用領(lǐng)域。

在本屆先進(jìn)陶瓷展現(xiàn)場(chǎng)，江蘇中瓷陶瓷科技有限公司、無錫市誠信耐火陶瓷有限公司、寧波國泰陶瓷有限公司、山東硅元新型材料股份有限公司、宜興市豐鈺杰陶瓷科技有限公司等十余家企業(yè)帶來了96%氧化鋁陶瓷基板、99%氧化鋁陶瓷片、采用99.8%高純氧化鋁陶瓷制備的高純氧化鋁陶瓷絕緣環(huán)等最新產(chǎn)品。

特斯拉Model Y主驅(qū)逆變器采用碳化硅MOSFET

資料來源：瞻芯電子

2021年以來，隨著特斯拉率先在model 3的主驅(qū)上采用全碳化硅模塊而吃了第一口螃蟹，碳化硅在汽車界掀起一股“上車熱”，比亞迪等越來越多車企開始在電驅(qū)系統(tǒng)中導(dǎo)入碳化硅（SiC）技術(shù)。

例如，碳化硅材料制成的碳陶盤，預(yù)計(jì)到2025年，其市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到200億元人民幣。根據(jù)Wolfspeed的預(yù)測(cè)，2026年碳化硅器件市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到89億美元，碳化硅有望在新能源汽車、工業(yè)和能源、射頻市場(chǎng)逐步完成對(duì)硅基器件的替代。

根據(jù)Yole統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2021年全球SiC功率器件市場(chǎng)規(guī)模為10.9億美元，下游汽車電子領(lǐng)域占6.85億美元。其市場(chǎng)有望高速增長(zhǎng)，至2027年達(dá)到62.97億美元，其中汽車電子占49.86億美元，復(fù)合增速高達(dá)40%。

SiC MOSFET與Si IGBT在新能源汽車上的應(yīng)用

資料來源：比亞迪

相對(duì)于碳化硅的高調(diào)，另一種陶瓷材料——氮化硅也在悄悄“上車”。氮化硅陶瓷以其極高的硬度和化學(xué)惰性而著稱，特別是熱壓氮化硅，是世界上最堅(jiān)硬的物質(zhì)之一。目前氮化硅“上車”呼聲最高的應(yīng)用主要有兩個(gè)方面，即軸承與基板。

數(shù)據(jù)顯示，到2035年，氮化硅全球市場(chǎng)價(jià)值約為40億美元，汽車將是氮化硅最大應(yīng)用市場(chǎng)，占比35%，高于航空航天、太陽能發(fā)電及醫(yī)療等領(lǐng)域的需求。從2023至2035年，全球氮化硅市場(chǎng)的復(fù)合增長(zhǎng)率為7.5%。

氮化硅全陶瓷球軸承

圖片來源：讓云科技

針對(duì)壓電陶瓷材料，湖南省美程陶瓷科技有限公司總工程師賀亦文在先進(jìn)陶瓷展表示，預(yù)計(jì)到2026年，壓電陶瓷材料在加速度傳感器的應(yīng)用中，國內(nèi)市場(chǎng)規(guī)模約為201.6億元；在壓電倒車?yán)走_(dá)領(lǐng)域，預(yù)計(jì)到2025年，國內(nèi)市場(chǎng)規(guī)模約為389.5億元。

國產(chǎn)先進(jìn)陶瓷企業(yè)開始暫露頭角

據(jù)統(tǒng)計(jì)，先進(jìn)陶瓷產(chǎn)業(yè)每年以7%-10%左右的增長(zhǎng)速度高速發(fā)展，全球先進(jìn)陶瓷產(chǎn)業(yè)已達(dá)到萬億級(jí)的市場(chǎng)規(guī)模。但從陶瓷產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈來看，我國先進(jìn)陶瓷許多企業(yè)和產(chǎn)品仍處于中低端，日、美、歐則占據(jù)了中高端市場(chǎng)。尤其是日本，在先進(jìn)陶瓷的研制與應(yīng)用領(lǐng)域居于巨大領(lǐng)先地位。

“高端氮化硅陶瓷目前仍以日本、歐美企業(yè)為主導(dǎo)，國際市場(chǎng)的占有率、發(fā)展方向的引領(lǐng)力仍然是國外知名企業(yè)所掌握?！痹谙冗M(jìn)陶瓷展現(xiàn)場(chǎng)，中國先進(jìn)陶瓷產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟理事長(zhǎng)、中材高新戰(zhàn)略科學(xué)家張偉儒表示。

不過，張偉儒指出，國內(nèi)近年來氮化硅產(chǎn)業(yè)化技術(shù)和規(guī)模發(fā)展很快，部分產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化，如HIP氮化硅軸承球、光伏太陽能復(fù)合絕緣組件、大尺寸球閥等。

以HIP氮化硅軸承球?yàn)槔?，張偉儒表示，中材高新從九十年代開展氣氛壓力燒結(jié)研究，2015年在國內(nèi)率先突破了無包覆HIP工程化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了我國HIP氮化硅軸承球產(chǎn)業(yè)化。

據(jù)張偉儒介紹，中材氮化物公司已成為全球繼日本Toshiba和美國Coorstek后，第3家可以生產(chǎn)的企業(yè)。其HIP氮化硅軸承陶瓷球已進(jìn)入全球八大軸承企業(yè)的考核并實(shí)現(xiàn)訂貨，國際市場(chǎng)收入占公司銷售的收入達(dá)到50%以上。

“除了新能源汽車，中材氮化物陶瓷公司研制的最高級(jí)HIP氮化硅軸承球已在我國航空航天工程上實(shí)現(xiàn)應(yīng)用，解決了長(zhǎng)期以來被國外掣肘的技術(shù)問題?！睆垈ト褰榻B道。

此外，中材高新在高導(dǎo)熱氮化硅陶瓷基板方面也取得了相關(guān)突破。

張偉儒表示，中材氮化物公司氮化硅基板與國外產(chǎn)品進(jìn)行了全面檢測(cè)對(duì)標(biāo)，與日本丸和的產(chǎn)品性能相當(dāng)，目前已通過了國內(nèi)外AMB覆銅頭部企業(yè)的考核認(rèn)證并實(shí)現(xiàn)批量訂貨。

據(jù)介紹，高導(dǎo)熱氮化硅陶瓷基板目前主要集中在日本現(xiàn)有的數(shù)家主要企業(yè)，包含日本東芝材料，電氣化學(xué)、日立、丸和、精細(xì)陶瓷等公司，主要用于光伏發(fā)電、新能源汽車、充電樁、風(fēng)電發(fā)電、軌道交通等領(lǐng)域。

QYResearch數(shù)據(jù)顯示，2025年氮化硅基片需求量預(yù)計(jì)35億元，2030年市場(chǎng)預(yù)計(jì)為60億元。對(duì)此，張偉儒認(rèn)為，未來，隨著國內(nèi)氮化硅基片企業(yè)在技術(shù)、性能不斷提升，產(chǎn)能釋放、以及AMB企業(yè)對(duì)基片國產(chǎn)化替代的要求，2027預(yù)計(jì)國內(nèi)產(chǎn)品的市場(chǎng)占有率會(huì)將提高至30%以上。

在本屆先進(jìn)陶瓷展上，中材高新展出的全系列先進(jìn)陶瓷產(chǎn)品成為行業(yè)焦點(diǎn)，其中重點(diǎn)展出的工陶院陶瓷系列展品和氮化物系列產(chǎn)品引起了國外客戶的高度關(guān)注，雙方就創(chuàng)新技術(shù)和合作前景展開了深入探討。

中材高新展出的先進(jìn)陶瓷系列產(chǎn)品

圖片來源：中材高新

此外，寧波眾基精瓷科技有限公司、廣州柏勵(lì)司研磨介質(zhì)有限公司、河北高富氮化硅有限公司等多家國內(nèi)企業(yè)也展會(huì)上展示了各自的國產(chǎn)氧化鋁、氮化硅陶瓷。

國產(chǎn)替代需先進(jìn)陶瓷上下游加大創(chuàng)新與合作

縱觀先進(jìn)陶瓷展現(xiàn)場(chǎng)778家展商，琳瑯滿目的展品基本以國產(chǎn)為主，相較于前幾年的展商數(shù)據(jù)及展品數(shù)量，得到較大提升。

據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，近年來我國先進(jìn)陶瓷產(chǎn)業(yè)得到了快速發(fā)展，從產(chǎn)品器件層面來看，主要集中在多孔陶瓷、高溫防熱陶瓷、核用陶瓷、陶瓷基板、電子陶瓷、透明陶瓷、生物陶瓷和裝甲陶瓷等方面。

其中，國內(nèi)多孔陶瓷近年來發(fā)展迅速，在蜂窩陶瓷、發(fā)泡陶瓷和陶瓷膜領(lǐng)域已形成了一批代表性的龍頭企業(yè)，支撐我國多孔陶瓷技術(shù)的發(fā)展。

作為國內(nèi)專業(yè)從事大氣污染治理產(chǎn)品研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化的自主品牌企業(yè)，奧福環(huán)保重點(diǎn)研發(fā)并產(chǎn)業(yè)化柴油車尾氣處理核心部件大尺寸蜂窩陶瓷載體，打破多年來國外廠商對(duì)大尺寸蜂窩陶瓷載體制造技術(shù)的壟斷，填補(bǔ)了國內(nèi)空白。

另外，國內(nèi)陶瓷膜行業(yè)管式陶瓷膜和平板陶瓷膜也發(fā)展較快，管式膜以久吾和三達(dá)為代表，平板式陶瓷膜以中材高新、博鑫、科一等為代表，其中久吾和三達(dá)是以陶瓷膜及膜應(yīng)用為核心技術(shù)的上市公司。

在展會(huì)現(xiàn)場(chǎng)，新材料在線?還了解到，在高溫防熱結(jié)構(gòu)陶瓷產(chǎn)業(yè)方面，我國也呈現(xiàn)出良好的發(fā)展態(tài)勢(shì)。目前，我國在某些尖端陶瓷的理論研究和實(shí)驗(yàn)水平已經(jīng)達(dá)到國際先進(jìn)水平。通過對(duì)材料組成結(jié)構(gòu)和性能的研究，開發(fā)出一系列具有我國自己特色的新材料，主要性能處于國內(nèi)領(lǐng)先水平，許多方面接近或超過國際先進(jìn)水平。

先進(jìn)陶瓷產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與一個(gè)國家的總體工業(yè)水平緊密相關(guān)，盡管近20年我國先進(jìn)陶瓷產(chǎn)業(yè)發(fā)展快速，但與世界先進(jìn)水平相比仍有一定差距。

“這個(gè)差距很大一部分是來源于我們的原料粉體?！鼻迦A大學(xué)潘偉教授表示，高質(zhì)量粉體作為先進(jìn)陶瓷應(yīng)用的基礎(chǔ)，其市場(chǎng)繼續(xù)呈現(xiàn)增長(zhǎng)勢(shì)頭，目前基本被日本、德國、法國的少數(shù)廠商所壟斷。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球最大的碳化硅粉體生產(chǎn)廠家為屋久島電工，產(chǎn)量約100t/年，其次為H.C-STARCK，產(chǎn)量約50t/年，圣戈班產(chǎn)量約30t/年。

另一組數(shù)據(jù)顯示，中國是全球碳化硅材料的最大生產(chǎn)國，2022年中國碳化硅總產(chǎn)量達(dá)53.5萬噸左右,占全球總數(shù)的56.3%,居世界第一。氮化硅作為重要的工程陶瓷，國內(nèi)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展迅速，已有中材高新、山東國瓷等龍頭企業(yè)。

然而，盡管目前國內(nèi)先進(jìn)陶瓷粉體原料生產(chǎn)企業(yè)很多，但陶瓷粉體性能仍存在較大的離散性和不穩(wěn)定性，因此直接影響后續(xù)批量化制備的陶瓷產(chǎn)品的性能和可靠性。我國在陶瓷粉體方面還達(dá)不到國際先進(jìn)水平，許多高端陶瓷產(chǎn)品還依賴從國外的一些公司進(jìn)口。

據(jù)業(yè)內(nèi)人士介紹，當(dāng)前國內(nèi)廠家在粉體的雜質(zhì)含量控制、燒結(jié)活性，特別是燒結(jié)成瓷后的顯微結(jié)構(gòu)均勻性和材料性能上還具有差距。尤其是高性能非氧化物陶瓷粉體，如氮化硅、氮化鋁、碳化硅、碳化硼、超高溫陶瓷等陶瓷粉體，國內(nèi)尚缺乏世界一流的生產(chǎn)商。

此外，雖然我國高性能陶瓷生產(chǎn)工藝技術(shù)已有很大提升，但在關(guān)鍵工藝技術(shù)和裝備上仍然有較大差距，國產(chǎn)裝備的性能和可靠性還難以達(dá)到國際先進(jìn)水平。

據(jù)了解，由于先進(jìn)陶瓷生產(chǎn)的工藝裝備，包括粉體處理裝置、各種成型設(shè)備、不同類型高溫?zé)Y(jié)爐、精密研磨加工設(shè)備，大多不是市場(chǎng)上通用機(jī)械裝備，開發(fā)這些專用設(shè)備的性能和可靠性與進(jìn)口的設(shè)備相比均有差距，體現(xiàn)在設(shè)備的精度、可靠性和穩(wěn)定性以及壽命方面。

例如像陶瓷粉體噴霧造粒裝置、注射成型機(jī)、氣氛壓力燒結(jié)爐、熱等靜壓燒結(jié)爐、陶瓷精加工的研磨設(shè)備、計(jì)算機(jī)數(shù)字控制（CNC）等。

潘偉教授認(rèn)為，從全球來看，在先進(jìn)陶瓷領(lǐng)域日本應(yīng)該是排第一的，日本有很多非常有名的陶瓷企業(yè)。

他還觀察到，近年來，國外陶瓷半導(dǎo)體器件正向高性能、高可靠、高精度、多層片式化和規(guī)模化方向發(fā)展。目前，國外一些大企業(yè)相繼推出了一些基于多層陶瓷技術(shù)的片式化半導(dǎo)體陶瓷器件，成為敏感器件領(lǐng)域的高端產(chǎn)品。

對(duì)此，潘偉教授建議道，中國先進(jìn)陶瓷產(chǎn)業(yè)一是要加強(qiáng)科研，二是要加強(qiáng)科研和產(chǎn)業(yè)的合作。

“中國一定要把陶瓷粉體做好，而且粉體行業(yè)應(yīng)該和陶瓷生產(chǎn)行業(yè)開展充分的溝通交流，把陶瓷生產(chǎn)部門的需求轉(zhuǎn)化到粉體生產(chǎn)中?！?/strong>他認(rèn)為，國內(nèi)的粉體生產(chǎn)與陶瓷制備長(zhǎng)期以來是兩張皮，合不在一起，這也是我國與日本陶瓷與粉體產(chǎn)業(yè)差距巨大的重要原因所在，我們的粉體要追趕上日本、德國，還需要做很大的努力?！?

對(duì)此，華為技術(shù)有限公司首席材料專家周彥昭也感同身受。周彥昭在先進(jìn)陶瓷展上表示，近年來，先進(jìn)陶瓷在5G通訊基站、智能汽車、手機(jī)、衛(wèi)星通信技術(shù)及人工智能等領(lǐng)域迎來了重大發(fā)展機(jī)遇，但隨著國內(nèi)電子陶瓷企業(yè)數(shù)量瘋狂增長(zhǎng)，加速了電子陶瓷同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)和內(nèi)卷，需要新的技術(shù)突破和差異化競(jìng)爭(zhēng)。

為了引領(lǐng)電子陶瓷產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展，周彥昭呼吁原材料、粉體廠商、元器件及基板廠商、下游用戶擴(kuò)大開放，合作進(jìn)取，通過技術(shù)創(chuàng)新闖出一條新路，努力做大電子陶瓷的總盤子，探索出一條健康發(fā)展合作共贏的道路。

他指出，“通信和汽車市場(chǎng)規(guī)模很大，僅在中國就有上萬億元規(guī)模，如果中國電子陶瓷的盤子想要做大，就必須要擁抱這兩大行業(yè)，去探索新的應(yīng)用?！?/strong>

此外，在陶瓷燒結(jié)工藝及電子陶瓷元器件領(lǐng)域，也不乏類似呼聲。

清華大學(xué)材料學(xué)院謝志鵬教授表示，近幾年，隨著半導(dǎo)體設(shè)備用精密陶瓷零部件（如靜電吸盤、氮化鋁加熱盤、聚焦環(huán)、晶舟）、電子封裝高導(dǎo)熱陶瓷基板、新能源汽車用陶瓷軸承等高性能陶瓷產(chǎn)品的快速增長(zhǎng)，進(jìn)一步推動(dòng)了多種燒結(jié)技術(shù)（如反應(yīng)燒結(jié)、氣壓燒結(jié)、熱壓燒結(jié)、熱等靜壓燒結(jié)、振蕩壓力燒結(jié)）的快速發(fā)展與應(yīng)用空間。

廣東風(fēng)華高新科技股份有限公司總工程師付振曉則在新能源汽車“新四化”(電動(dòng)化、網(wǎng)聯(lián)化、智能化、共享化)發(fā)展過程中，感受到了汽車新四化帶來的先進(jìn)陶瓷電子元器件數(shù)量的大幅增長(zhǎng)，新能源汽車成為MLCC的重要增長(zhǎng)引擎，風(fēng)華高新的車規(guī)級(jí)MLCC也在合作中取得諸多進(jìn)展。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國從事先進(jìn)陶瓷研究的單位有300多家，以中材高新材料股份有限公司、中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所、清華大學(xué)等為代表的單位在新體系研究設(shè)計(jì)、產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化方面對(duì)我國先進(jìn)陶瓷發(fā)展發(fā)揮了重要推動(dòng)作用。

但業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，當(dāng)今先進(jìn)陶瓷材料的發(fā)展不再局限于傳統(tǒng)技術(shù)，更多的是與現(xiàn)代信息、自動(dòng)化技術(shù)、不同材料的結(jié)合而形成新的技術(shù)科學(xué)（計(jì)算材料科學(xué)、功能-結(jié)構(gòu)一體化等），中國先進(jìn)陶瓷產(chǎn)業(yè)從粉體到關(guān)鍵工藝再到電子元器件及下游應(yīng)用，不管是材料、技術(shù)創(chuàng)新，還是行業(yè)融合，都面臨著新時(shí)代背景下的諸多挑戰(zhàn)。