電子元件是信息技術(shù)的重要支撐，是電子裝備、電子信息系統以及武器裝備控制系統必不可少的重要部件。從信息技術(shù)的發(fā)展歷程可以看出，電子系統功能的每一次升級、半導體技術(shù)的每一種創(chuàng )新與變革都會(huì )從產(chǎn)量和性能等方面對元件提出新的更高的要求。電子元件的發(fā)展速度、技術(shù)水平高低和生產(chǎn)規模，不僅直接影響著(zhù)電子信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，而且對改造傳統產(chǎn)業(yè)，促進(jìn)科技進(jìn)步，提高裝備現代化水平都具有重要的現實(shí)意義。因此，跟蹤世界電子元件科技發(fā)展新動(dòng)向，總結各國發(fā)展電子元件科技發(fā)展新舉措，找出電子元件科技發(fā)展新特點(diǎn)，密切關(guān)注電子元件領(lǐng)域的新材料等，對促進(jìn)我國電子元件科技的發(fā)展、提高電子元器件整體水平、推動(dòng)電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展，都具有重要的理論和現實(shí)意義。主要介紹以下三方面內容：
　　1、世界主要國家發(fā)展電子元件科技的舉措
　　2、電子元件科技發(fā)展的新特點(diǎn)
　　3、電子元件發(fā)展中的新材料

一、世界主要國家發(fā)展電子元件科技的舉措

    一個(gè)國家信息技術(shù)發(fā)展水平，武器裝備先進(jìn)程度都與電子元件的科技發(fā)展和工藝水平息息相關(guān)。因此，美國、俄羅斯、日本等世界主要國家都十分重視電子元件的發(fā)展，制訂了諸多政策、措施，并大幅度地加大經(jīng)費投入，以促進(jìn)電子元件這一基礎領(lǐng)域的科技發(fā)展。

　　下面重點(diǎn)分析美國、俄羅斯、日本等國家，積極研發(fā)電子元件的政策與措施。

    1、美國。美國是傳統電子元件強國，早在上世紀90年代中期，為促進(jìn)電子元件發(fā)展，美國政府就曾撥款7000萬(wàn)美元，實(shí)施了一項旨在開(kāi)發(fā)無(wú)源集成和多芯片組裝技術(shù)的三年計劃。2000年，美國商務(wù)部 、國家標準與計劃研究所和一些大型企業(yè)聯(lián)合發(fā)起了一個(gè)規模更大的“先進(jìn)嵌入式無(wú)源元件聯(lián)合研究計劃”，這為期四年的計劃，通過(guò)建立一個(gè)國家制造科學(xué)中心，推動(dòng)了新一代元件的研發(fā)。其內容涉及新材料、新制程、以及新的設計工具（軟件）開(kāi)發(fā)等諸多方面，并取得了重要成果。美國軍方也相當重視元件技術(shù)的發(fā)展，在美國國防部2004財政年度計劃中，“先進(jìn)元件開(kāi)發(fā)與產(chǎn)品”被列為7個(gè)重大計劃之一，其預算經(jīng)費高達132億美元。美國政府、軍方的高度重視和高強度的投入，正是美國元件科技一直能夠保持很高水準的重要原因。

     2、俄羅斯。近年來(lái)，受蘇聯(lián)解體影響，俄羅斯喪失了大部分元件生產(chǎn)能力，陷入依賴(lài)進(jìn)口的局面。為提升自身，包括元件在內的電子信息技術(shù)的基礎保障能力，減少對國外依附，2007年末，俄羅斯聯(lián)邦政府批準了“2008～2015年發(fā)展電子元器件和無(wú)線(xiàn)電聯(lián)邦專(zhuān)項計劃”，旨在幫助解決電子元件在內的電子領(lǐng)域技術(shù)工藝落后問(wèn)題。俄聯(lián)邦拔給該計劃的預算資金為1100億盧布，此外還有預算外資金770億盧布。該計劃如能順利實(shí)施，到2015年，俄羅斯國產(chǎn)元件預計將會(huì )占據國內市場(chǎng)的一半份額。

    3、日本。長(cháng)期以來(lái)，日本的電子元件發(fā)展都具有扎實(shí)的基礎，這主要歸功于日本電子元件工業(yè)界對元件基礎研究的重視，并著(zhù)眼于中長(cháng)期的研究和開(kāi)發(fā)。日本的電子元件廠(chǎng)商普遍與企業(yè)結成聯(lián)盟并制訂了5～10年基礎研究的技術(shù)路線(xiàn)圖，對包括材料技術(shù)、納米級加工技術(shù)和其他加工技術(shù)在內的技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行深入研究。2007年，各電子元件企業(yè)把研發(fā)目標指向技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的融合，將研發(fā)經(jīng)費積極投向強化核心技術(shù)和新技術(shù)發(fā)明，致力于向高性能化、復合化、多樣化發(fā)展。據統計，日本十大電子元件主要廠(chǎng)商2007年度研發(fā)經(jīng)費的投入總金額達到2352億日元。

二、電子元件科技發(fā)展的新特點(diǎn)

    當前，隨著(zhù)傳統元件科研生產(chǎn)逐步走向成熟，電子元件科技正步入以新材料、新工藝、新技術(shù)帶動(dòng)下的產(chǎn)品更新升級和深化發(fā)展的新時(shí)期，呈現出向片式化、小型化方向發(fā)展；以低功耗、高可靠滿(mǎn)足國防和尖端裝備新要求；以抗輻射滿(mǎn)足宇航級應用；以無(wú)源集成作為無(wú)源元件新的增長(cháng)點(diǎn)；實(shí)現無(wú)毒無(wú)害、綠色環(huán)保新目標等五個(gè)方面新的發(fā)展趨勢和特點(diǎn)。
 
　　1、片式化、小型化是電子元件技術(shù)發(fā)展的主要方向，片式、小型化是電子元件近年發(fā)展的主要方向，已成為衡量電子元件技術(shù)發(fā)展水平的重要標志之一，美、歐、日等發(fā)達國家以及亞太、印度等發(fā)展中國家和地區，各類(lèi)電子元件均已有相應的片式化產(chǎn)品。其中，片式電容、片式電阻、片式電感三大無(wú)源元件，約占全球片式元件總產(chǎn)量的85%～90%。
電子元件片式化的同時(shí)，小型化也在迅速發(fā)展，不僅傳統元件在迅速小型化，片式元件也在迅速小型化。當前片式阻容元件的主流產(chǎn)品的尺寸是0603型、0402型，正朝著(zhù)外形尺寸更小的0201型和01005型方向發(fā)展。例如，體積僅為0.0045cm3的溫度補償晶體振蕩器（TCXO）和體積為0.325cm3的片式繼電器，以及高度僅為1.55mm的DIP開(kāi)關(guān)等小型化元件都已相繼開(kāi)發(fā)成功。尺寸縮小涉及一系列材料和工藝問(wèn)題，這也是當前元件研究的一個(gè)熱點(diǎn)，一些新材料和前沿技術(shù)（如納米技術(shù)等）已開(kāi)始被用于超小型元件的工藝之中，如超小型連接器，針腳的間距可以做到0.635mm。

　　2、以低功耗、高可靠滿(mǎn)足國防和尖端裝備新要求

    隨著(zhù)便攜式消費電子設備正向小尺寸、輕重量、多功能、數字化方向發(fā)展，全面帶動(dòng)了世界電子元件向小型、片式、低厚度、低功耗、高頻、高性能的深入發(fā)展和不斷改進(jìn)。與此同時(shí)，國防和尖端科技裝備也對電子器件提出低功耗、高可靠等性能方面的新要求。如美國單兵作戰系統、便攜式電臺等小型作戰裝備，為保證裝備在戰場(chǎng)中可持續使用時(shí)間，在設計之初就提出低功耗的要求。而且還將這些要求層層細化，在對電子元件的設計和選擇上，低功耗已經(jīng)成為很重要的一條標準。除低功耗之外，未來(lái)戰場(chǎng)復雜的電磁環(huán)境和惡劣的自然環(huán)境對電子元件產(chǎn)品的可靠性要求也越來(lái)越高。如在連接器領(lǐng)域，近年來(lái)國外迅速興起了一種新型連接器——納小型連接器。由于具有很高的可靠性，以及尺寸小、重量輕等特點(diǎn)，納小型連接器已經(jīng)在軍事領(lǐng)域得到了廣泛應用。

    3、以抗輻射滿(mǎn)足宇航級應用

    隨著(zhù)空間活動(dòng)的深入發(fā)展，宇航用各類(lèi)電子系統增長(cháng)迅速，一方面使空間用電子元件的需求量不斷增加，另一方面對電子元件提出了更高的性能要求，抗輻射加固的要求已經(jīng)達到相當苛刻的地步。美國空軍研究試驗室（AFRL）幾年前發(fā)起的一項航天計劃，其中的一項重要研究?jì)热菥褪窍到y地認識空間惡劣環(huán)境對電子元件的影響，提高材料的抗輻射加固性，從根本上弄清楚電子元件內部因輻射導致故障的內在機理，以期為美國國防部21世紀大量的空間任務(wù)做準備。

    4、以無(wú)源集成作為無(wú)源元件新增長(cháng)點(diǎn)

    無(wú)源集成元件是電子元件的重要組成部分，就電子設備與系統應用的元件總數量來(lái)看，無(wú)源元件占據著(zhù)絕大多數，高達70%以上。同時(shí)，無(wú)源元件對未來(lái)系統功能增加及性能提高也發(fā)揮著(zhù)越來(lái)越重要的作用。系統功能的改進(jìn)要通過(guò)小型化、集成無(wú)源元件及功能模塊的開(kāi)發(fā)來(lái)實(shí)現。而對無(wú)源元件來(lái)說(shuō)，以低溫共燒陶瓷（LTCC）技術(shù)為代表的無(wú)源集成則是無(wú)源元件發(fā)展新的增長(cháng)點(diǎn)。LTCC技術(shù)是近年發(fā)展起來(lái)的整合組件技術(shù)，它已成為無(wú)源集成技術(shù)的主流。當前，由于LTCC工藝技術(shù)的迅速發(fā)展，片式集成無(wú)源元件（IPD）已在手機、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )、藍牙等領(lǐng)域獲得應用。日本TDK公司為適應電子元件由單體向模塊化轉變要求，已陸續開(kāi)發(fā)出小尺寸、高精度的LTCC模塊，以及在基板里內置了IC裸芯片的超小通信模塊等。我國對LTCC的研究也十分活躍，清華大學(xué)、上海硅酸鹽研究所等單位正在開(kāi)發(fā)LTCC用陶瓷粉料。南玻電子公司開(kāi)發(fā)出一系列不同性能的陶瓷生帶產(chǎn)品，為不同設計、不同工作頻率的LTCC產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)奠定了基礎。

    5、實(shí)現無(wú)毒無(wú)害、安全環(huán)保的新目標

    隨著(zhù)人們對資源環(huán)保、生產(chǎn)安全等方面的關(guān)注和意識的增強，世界各國開(kāi)始十分關(guān)注電子產(chǎn)品制造和生產(chǎn)流程環(huán)節中的環(huán)保和安全問(wèn)題，綠色電子制造的概念應運而生。歐盟三個(gè)指令之后，2007年8月EUP指令（用能產(chǎn)品的生態(tài)化設計要求）生效，該指令針對包括電子信息產(chǎn)品在內的用能產(chǎn)品，在設計階段，對其生命周期涉及的節能、環(huán)保要求提出全面的框架性指令，帶來(lái)深遠影響，建立生物設計、評估和管理體系成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新課題。

    在電子元件生產(chǎn)過(guò)程中，原材料和工藝是實(shí)現綠色制造的關(guān)鍵，因此無(wú)鉛化的實(shí)施對印制線(xiàn)路板（PCB）材質(zhì)、電子元件的耐溫性、助焊劑的性能、無(wú)鉛焊料的性能、無(wú)鉛組裝設備的性能提出了更高的要求。因此，各電子元件企業(yè)普遍加強對新材料的研究開(kāi)發(fā)，以求在元件無(wú)鉛化方面有新的突破。近年來(lái)Sn/Ag/Cu、Sn/Cu和Sn/Ag/Cu/Bi三種合金已經(jīng)逐漸成為替代錫—鉛的無(wú)鉛焊接材料，而在這三種材料中，美國傾向采用Sn/Ag/Cu合金，而日本則更青睞Sn/Ag/Cu/Bi合金。

    片式多層陶瓷電容（MLCC）和片式電阻在元件中占有很大比重，當前，全球主要的片式陶瓷電容（MLCC）和片式電阻供應商已經(jīng)完成向無(wú)鉛生產(chǎn)的轉變，70%的MLCC企業(yè)已經(jīng)實(shí)現了無(wú)鉛化，我國大部分廠(chǎng)商已采取相應措施，大型MLCC企業(yè)已經(jīng)基本實(shí)現了全面的無(wú)鉛化與無(wú)毒化生產(chǎn)。如我國風(fēng)華科技公司已在生產(chǎn)過(guò)程中全面實(shí)行了無(wú)鉛化，針對生產(chǎn)MLCC的主要原材料瓷粉和漿料，已有自己的研發(fā)和配套，瓷粉和漿料等原材料的配套能力達到70%左右。西安創(chuàng )聯(lián)公司在電位器及連接器等產(chǎn)品的生產(chǎn)實(shí)現無(wú)鉛化。在此基礎上，正在加快解決延遲線(xiàn)、電阻漿料等產(chǎn)品的無(wú)鉛化問(wèn)題。

三、電子元件發(fā)展中的新材料

    隨著(zhù)電子行業(yè)的快速發(fā)展，電子設備的輕薄小型對電子元件小型化、設計差異化及綠色節能等要求越來(lái)越強烈，新型高端元件發(fā)展以關(guān)鍵材料為突破口并成為世界各國發(fā)展新一代實(shí)用化、節能化及環(huán)�；�電子元件技術(shù)制高點(diǎn)。

    主要介紹鐵氧體、電子陶瓷、壓電晶體、新型綠色電池等四種材料。

    1、鐵氧體材料。 高頻開(kāi)關(guān)電源因具有低損耗、高頻化和小型化、重量輕等特點(diǎn)，在國際上日益受到重視。而決定電磁器件性能、體積、效率等特性的磁芯材料也被廣泛關(guān)注。隨著(zhù)開(kāi)關(guān)電源高頻化及電子裝備數字化技術(shù)的發(fā)展，軟磁鐵氧體已經(jīng)拓展了更大的市場(chǎng)空間。鐵氧體材料制作的磁性元件是高頻電力電子技術(shù)的重要組成部分，對電力電子設備的體積和效率起著(zhù)決定性的作用。

    2、電子陶瓷。 電子陶瓷是廣泛應用于電子信息領(lǐng)域中重要的高技術(shù)新材料。隨著(zhù)現代通訊、計算機、微電子、光電子、機器人制造、生物工程以及核技術(shù)等高科技的飛速發(fā)展，微電子行業(yè)對電子陶瓷元器件的要求也愈來(lái)愈高，世界各先進(jìn)國家對高性能復合型電子陶瓷材料的研究開(kāi)發(fā)都高度重視，日本、美國在電子陶瓷材料的發(fā)展方面處于領(lǐng)先地位，特別是日本在電子陶瓷材料領(lǐng)域中一直以系列最全、產(chǎn)量最大、應用領(lǐng)域最廣、綜合性能最優(yōu)而名列前茅。

    3、壓電晶體材料。 壓電晶體材料是制造聲表面波器件、諧振器、振蕩器等頻率元件的關(guān)鍵材料。壓電薄膜（ZnO/Al2O3）制作的3GHz以下的高頻率SAW器件已商品化，并已應用于光纖通信及衛星通信系統中。壓電晶體與薄膜材料有兩個(gè)特別值得注意的發(fā)展方向：一是結構由晶體向薄膜方向發(fā)展，這對信息產(chǎn)業(yè)的通信領(lǐng)域高頻化發(fā)展具有重要意義；二是功能向復合效應方向發(fā)展。

    4、新型綠色電池材料。 新型綠色電池技術(shù)近年來(lái)發(fā)展迅猛，產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程加快。高性能、無(wú)污染的新型綠色環(huán)保的鋰離子電池作為通信及電動(dòng)車(chē)輛動(dòng)力電池，被普遍看好且發(fā)展潛力巨大。目前，在動(dòng)力電池方面，國際上鋰離子電池最好的材料克容量為每克120毫安～130毫安，我國新材料的克容量水平已經(jīng)超過(guò)每克140毫安，技術(shù)水平處于國際領(lǐng)先地位。

    綜上所述，電子元件科技與工業(yè)依然是世界各國科技發(fā)展的基礎性產(chǎn)業(yè)和發(fā)展重點(diǎn)，電子元件科技的發(fā)展對電子信息產(chǎn)業(yè)的革新和升級仍起著(zhù)十分重要的基礎作用。電子、納米、生物以及新能源、新材料技術(shù)的進(jìn)步，以及國防和尖端裝備需求，電子元件科技將會(huì )繼續向小型化、片式化、高集成、高精密，高性能，高可靠性，高抗輻射和低功耗等方向發(fā)展。