電子信息�(chǎn)�(yè)中所使用�, 能滿足電子信息產(chǎn)�(yè)專門要求的一定規(guī)格的材料稱為電子信息材料。它是電子信息產(chǎn)�(yè)�(fā)展的支柱 , 同時(shí)也是隨著電子信息�(chǎn)�(yè)的發(fā)展而逐步�(fā)展起來的一�(gè)重要的精�(xì)化工分支。電子信息材料是�(dāng)前材料科�(xué)的一�(gè)重要方面,品種�, 用途廣,涉及面寬. 用途廣,涉及面寬.是制�電子元器��集成電路的基 �(chǔ),是獲得高性能高可靠先�(jìn)電子元器件和系統(tǒng)的保�. 是獲得高性能高可靠先�(jìn)電子元器件和系統(tǒng)的保�.
電子信息材料品種�、門類廣 , 目前尚無�(tǒng)一的分類方�。按�(chǎn)品的用途可分成以下 18大類基材、拋磨材�、光致抗蝕劑和配套試�、酸及蝕刻劑、清洗劑及溶�、高純金�、超大規(guī)模集成電路生�(chǎn)用超凈高�?cè)�?、磁記錄技�(shù)材料、高純特種氣體及MO�、掩模板、摻雜劑� 封裝材料、鍍覆化�(xué)�、液晶顯示器件用材料、漿�、電子專用膠粘劑、超純水制備用化工材�、層間絕緣膜和表面保�(hù)膜材料�
1. 按用途分:�(jié)�(gòu)電子材料和功能電子材�. 按用途分:�(jié)�(gòu)電子材料和功能電子材�.
1) �(jié)�(gòu)電子材料是指能承受一定壓力和重力, 并能保持尺寸和大部分� �(xué)性質(zhì)(�(qiáng)�,硬度及韌性等)�(wěn)定的一類材�;
2)結(jié)�(gòu)電子材料是指除強(qiáng)度性能�,還有特殊性能,或能�(shí)�(xiàn)�, �, �,�,力等不同形式的交互作用和�(zhuǎn)換的非結(jié)�(gòu)材料; 2. 按組�(化學(xué)作用) 按組�(化學(xué)作用)�:無機(jī)電子材料和有�(jī)電子材料
1) 無機(jī)電子材料以可分為金屬材料(以金屬鍵�(jié)�)和非金屬材料( 非金屬材��);
2)有機(jī)電子材料主要是指高分子材�(以共�(jià)鍵和分子鍵結(jié)�);
3. 按材料的物理性質(zhì)和應(yīng)用領(lǐng)域分: 按材料的物理性質(zhì)和應(yīng)用領(lǐng)域分 �(dǎo)電材�,超導(dǎo)材料,半導(dǎo)體材�,絕緣材料, 壓電鐵電材料,磁性材�,光電材料和敏感材料等.
4. 傳統(tǒng)電子材料與先�(jìn)電子材料
電子信息材料在做成元器件和集成電路之�,還應(yīng)具備一致性和�(wěn)定�,能夠承受各種惡劣的環(huán)�.主要表現(xiàn)在以下幾方面:
1. 溫度
2. 壓力
3. 濕度
4. �(huán)境中的化�(xué)顆粒及塵�
5. 霉菌和昆�
6. 輻射
7. �(jī)械因�
1. �(jié)�(gòu)與功能相�(jié)�
2. 智能材料
3. 減少污染
4. 節(jié)省能�
5. 長壽命與可控壽命
1. 根據(jù)元器件性能參數(shù)
2. 根據(jù)元器件結(jié)�(gòu)特點(diǎn)
3. 根據(jù)元器件工藝特�(diǎn)
4. 按經(jīng)�(jì)原則
我國信息�(chǎn)�(yè)的穩(wěn)步、健康發(fā)�,電子信息材料成為不可或缺的重要組成部分。電子信息材料高速增長的主要原因是信息產(chǎn)�(yè)快速增�;新能源光伏�(chǎn)�(yè)需求的帶動(dòng);新型元器件技�(shù)提升、規(guī)模擴(kuò)�,對(duì)高附加值電子信息材料需求增�;提高了�(duì)自主�(chuàng)新的�(rèn)�(shí),高附加值電子信息材料產(chǎn)品逐步增加;材料價(jià)格有所上調(diào)��
——半�(dǎo)體材料,太陽能電池是熱點(diǎn)
多晶硅:節(jié)能降耗是迫切任務(wù)。近幾年由于市場需求的快速增�,作為半�(dǎo)體、光伏太陽能電池的重要原材料多晶硅材�,從需求來看半�(dǎo)體用多晶硅需求約�20900�,太陽能電池用多晶硅需求約�18000噸,總的需求量約為38900�,產(chǎn)需缺口5950�。預(yù)測世界多晶硅生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)能擴(kuò)大需�2年左右的�(shí)�。據(jù)專家�(tǒng)�(jì),近幾年國內(nèi)�(duì)多晶硅材料的需求將大幅上漲,供需差距很大�95%以上的多晶硅仍來自�(jìn)�,提升突破多晶硅�(chǎn)�(yè)化技�(shù),節(jié)能降耗是行業(yè)的迫切重要任�(wù)�
多晶硅材料的短缺及其�(jià)格的上漲,帶來國�(nèi)�(duì)多晶硅投�、引資的�(qiáng)烈增�,因此為了保證多晶硅�(chǎn)�(yè)的健康、有�、快速的�(fā)�。為此專家建議:全球7大多晶硅材料廠的�(kuò)�(chǎn)�(chǎn)能陸�(xù)釋放,另外一些新建的工廠也會(huì)有部分產(chǎn)量產(chǎn)�,多晶硅材料市場將會(huì)得到�(jìn)一步的充實(shí);多晶硅�(chǎn)品純度高,工藝要求嚴(yán)�,設(shè)備專用而且資金投入�,行�(yè)技�(shù)�(jìn)步快,生�(chǎn)中的副產(chǎn)品回收利�、三廢處理和循環(huán)�(jīng)�(jì)投入大,需要加大研究費(fèi)用的投入,才�(huì)顯現(xiàn)�(chǎn)�(yè)鏈和�(guī)模的綜合效應(yīng);近幾年國內(nèi)多晶硅實(shí)際需求量�1萬噸,對(duì)已有基礎(chǔ)條件的多晶硅生產(chǎn)企業(yè),加大產(chǎn)�(yè)化新技�(shù)的突破,同時(shí)新建2�3家多晶硅生產(chǎn)�,形成我國的多晶硅產(chǎn)�(yè)是必要的�
另外,專家還建議:加�(qiáng)自主�(chuàng)�,加大對(duì)太陽能電池用低成本多晶硅生產(chǎn)技�(shù)研究開發(fā)的支持力度;國家有關(guān)部門加強(qiáng)宏觀引導(dǎo)。當(dāng)前我國多晶硅工程投資過熱,國�(nèi)上馬和籌建項(xiàng)目產(chǎn)能初步統(tǒng)�(jì)已達(dá)5萬多�,預(yù)�(jì)投放的資金量�(dá)400億元以上,國�(nèi)多晶硅產(chǎn)能將面臨過剩的局�,新建項(xiàng)目設(shè)立和啟動(dòng)建設(shè)工程一定要慎重;國�(nèi)多晶硅廠家將在人才不�、生�(chǎn)成本、產(chǎn)品質(zhì)�、價(jià)格和節(jié)能減排等方面面臨�(yán)峻挑�(zhàn);為了規(guī)范行�(yè)和市場的�(fā)�,建議上下游行業(yè)企業(yè)緊密�(jié)合,組織半導(dǎo)體用多晶硅標(biāo)�(zhǔn)的修�,加快太陽能電池用多晶硅�(biāo)�(zhǔn)的制��
單晶硅:中小尺寸為主。太陽能�(jí)硅單晶產(chǎn)量的大幅增加主要是受太陽能電池市場快速增長的拉動(dòng),以及國�(chǎn)單晶爐質(zhì)量提�、價(jià)格較國外單晶爐低等原因。半�(dǎo)體級(jí)硅單晶總的發(fā)�?fàn)顩r趨于平穩(wěn)�
在硅材料中硅拋光片的技�(shù)含量�,拋光片的發(fā)展標(biāo)志著國內(nèi)硅產(chǎn)品的�(jìn)�。我國的拋光片產(chǎn)量上漲勢頭良�,拋光片主要�4�5�6英寸為主。全球年硅外延片的產(chǎn)量中,我國只占全球的3.3%。目前,我國絕大部分企業(yè)只能生產(chǎn)4�6英寸硅外延片�8英寸�12英寸硅外延片正在研究試制。專家介紹說,硅材料市場前景廣闊,我國硅單晶的產(chǎn)�、銷售收入近幾年遞增較快,以中小尺寸為主的硅片生�(chǎn)已成為國際公�(rèn)的事�(shí),為世界和我國集成電�、半�(dǎo)體分立器件和光伏太陽能電池產(chǎn)�(yè)的發(fā)展做出了較大的貢�(xiàn)�
砷化鎵材料:向大直徑長尺寸發(fā)�。隨著GaAs IC集成度的提高和降低成本的需�,GaAs材料總的�(fā)展趨勢是晶體大直�、長尺寸�。用于光電子�(lǐng)域的砷化鎵材料采用水平布里其曼法(HB)、垂直布里其曼法(VB)和垂直梯度冷凝法(VGF)制備;半絕緣砷化鎵材料主要應(yīng)用于微電子領(lǐng)�,主要采用高壓液封直拉法(HPLEC)、常壓液封直拉法(LEC)、垂直布里其曼法(VB)和垂直梯度冷凝法(VGF)制備。VB/VGF技�(shù)在國際上已發(fā)展成為成熟的砷化鎵晶體生長工�,采用該技�(shù)生產(chǎn)的�76.2mm、�100mm的拋光片已商品化,目前國外半�(dǎo)體砷化鎵材料的主流產(chǎn)品依然是Ф76.2mm。國�(nèi)低阻砷化鎵材料的主流�(chǎn)品為Ф50.8mm和�76.2mm�
低阻砷化鎵材料主要用來制造發(fā)光管(LED)、半�(dǎo)體激光器(LD)、高效太陽能電池、霍爾組件等。隨著國�(nèi)汽車電子顯示器件及高亮度LED尾燈的需要量增長,對(duì)這類材料的需求量還會(huì)大幅度增長。目�,在福建、廣�、山�、江西及石家莊等地區(qū)已建成和正在興建的�50.8mm器件生產(chǎn)線就有十幾條,基本上全部從國外�(jìn)口該襯底材料。因此預(yù)�(jì),在未來3年~5年內(nèi),國�(nèi)的年需求量將達(dá)�200萬片左右�
——光電子信息材料,LED、LCD唱主
半導(dǎo)體照明:�(guān)鍵設(shè)備還很薄�。我國LED完整的產(chǎn)�(yè)鏈已基本形成,在上游外延生長、中游芯片、下游封裝與�(yīng)用各�(huán)節(jié)均已�(jìn)入量�(chǎn)階段,不過目前在相應(yīng)的關(guān)鍵設(shè)備方面還非常薄弱。據(jù)專家介紹,上游外延材料已�(shí)�(xiàn)了量�(chǎn),但�(chǎn)�(yè)化水平不�,而外延和芯片制造的�(guān)鍵設(shè)備主要還是依賴�(jìn)口;中游芯片制造與國外差距不大,GaN基LED芯片依賴�(jìn)口的局面正在改�,但企業(yè)�(guī)模與國外大公司相比差距較大;下游封裝�(shí)�(xiàn)了大批量生產(chǎn),我國正在成為世界重要的中低端LED封裝基地;半�(dǎo)體照明光源及燈具已批量出口銷�。我國LED市場�(guī)模平均增長率�34%?!笆濉逼陂g,在“國家半�(dǎo)體照明工程”的組織�(shí)施過程中,通過自主技�(shù)�(chuàng)新,材料研究與開�(fā)方面取得了許多重要突破并�(dá)到世界先�(jìn)或水�;在材料的制�、結(jié)�(gòu)與性能表征等基�(chǔ)研究方面取得了一批具有世界先�(jìn)水平的成果�
液晶顯示材料:空前繁�。顯示器市場顯得空前繁榮與活躍,我國原有的TN-LCD、STN-LCD�(chǎn)�(yè)在液晶全行業(yè)中依然占�(jù)十分重要的地位,盡管其總�(chǎn)值已低于TFT-LCD,但TN-LCD、STN-LCD�(chǎn)�(yè)基本上保持了平穩(wěn)�(fā)展的�(tài)�,而與它相�(guān)的材�、制造設(shè)備業(yè)也得到相�(yīng)的發(fā)展。到目前為止,盡管我國LCD相關(guān)材料還不能完全滿足TN、STN-LCD�(chǎn)�(yè)的需�,但是經(jīng)過這些年的努力確有長足�(jìn)�。首先是涉及的面寬了許多,幾乎TN、STN-LCD�(chǎn)�(yè)所需的所有材�,國�(nèi)都可以生�(chǎn)。其次產(chǎn)品質(zhì)量上這幾年也明顯有所提高。第�,材料銷售額在全行業(yè)的比重加大了,現(xiàn)在的問題�,我們的TFT器件�(chǎn)�(yè)起來�,但原材料大大地跟不�?,F(xiàn)在除了背光源在相�(dāng)程度上可滿足TFT模塊的要求外,幾乎所有TFT器件生產(chǎn)所需要的材料都要�(jìn)�。這就大大增加了成本,不利于產(chǎn)�(yè)健康�(fā)�。因此,大力�(fā)展TFT-LCD相關(guān)材料成了行業(yè)的共同任�(wù)和當(dāng)�(wù)之��
OLED有機(jī)�(fā)光材料:備受�(guān)�。隨著OLED技�(shù)及產(chǎn)�(yè)化的興起,制約OLED屏顯示性能的有�(jī)�(fā)光材料成為顯示屏制造的�(guān)鍵原材料,也因此受到眾多研究�(xué)者和�(chǎn)�(yè)界更多的�(guān)�。國�(nèi)在有�(jī)�(fā)光材料領(lǐng)域走在產(chǎn)�(yè)化前面的為以長春�(yīng)化所為研�(fā)背景的歐萊德化學(xué)材料有限公司,但其在自主�(chuàng)新材料的開發(fā)上離�(yè)界水平還有很大距�。其�,是以O(shè)LED器件研究為主的北京維信諾顯示技�(shù)有限公司,維信諾同清華大�(xué)有機(jī)光電�(shí)�(yàn)室合作,近兩年來在創(chuàng)新材料的開發(fā)上取得了一系列的�(jìn)�,尤其在紅光材料和陰極電子注入材料的開發(fā)上獲得了�(shí)用性的自主�(chuàng)新的材料,為昆山維信諾OLED量產(chǎn)線運(yùn)行所需的有�(jī)�(fā)光材料產(chǎn)�(yè)化配套奠定了基礎(chǔ)。此�,華南理工大�(xué)的曹鏞院士在聚合物發(fā)光材料方面頗有建�,北京大�(xué)、吉林大�(xué)、東南大�(xué)、北京理工大�(xué)、中科院化學(xué)所也紛紛投入有�(jī)光電材料開發(fā)�(lǐng)域的研究工作,但未見到世界水平的新材料報(bào)道�
光纖、光纖預(yù)制棒材料:市場需求旺�。光通信是我國推行以信息化帶�(dòng)工業(yè)�,建�(shè)信息社會(huì)的基�;目前我國光纖年需求量約占全球1/4,產(chǎn)量約占全�1/3,能否在光通信�(lǐng)域掌握主�(dòng)�(quán)直接�(guān)系到國家信息安全和國民經(jīng)�(jì)能否健康�(wěn)定發(fā)�?!笆濉逼陂g,我國在光纖�(yù)制棒的研究和生產(chǎn)中取得顯著的成果。長飛公司對(duì)PCVD�(jìn)行優(yōu)化改�(jìn),制備了120mm大尺寸光�,低水峰光纖�(dá)到世界先�(jìn)水平,同�(shí)正在開發(fā)世界上先�(jìn)的RIC大尺寸光棒拉絲工藝技�(shù),富通集�(tuán)、法爾勝股份公司的光纖預(yù)制棒生產(chǎn)�(guī)模也有不同程度的�(kuò)大并有少量出�。我國已成為世界光纖�(yù)制棒和光纖生�(chǎn)�(yīng)用大�,北京國晶輝紅外科技公司研制的四氯化鍺材料年生產(chǎn)能力�(dá)20�,替代了大部分�(jìn)口產(chǎn)品�
�(dāng)�,光纖供求關(guān)系正在逐漸�(fā)生變化光纖到戶做�(zhǔn)備�3G基站建設(shè)已開�、“村村通”工程促�(jìn)了光纖市場的�(fā)展。光纖到戶是信息化的必然趨勢,我國光纖到��3G基站啟動(dòng),預(yù)�(jì)在未�5年內(nèi)我國FTTH市場總規(guī)模將有可能超�10000億元。專家表�,光纖產(chǎn)�(yè)前景廣闊,新的市場機(jī)遇已�(jīng)來臨�
基礎(chǔ)元器件和專用原材�
這類�(chǎn)品是電子信息�(chǎn)�(yè)的重要基�(chǔ)。相�(duì)于整�(jī)�(shè)�,它們是上游�(chǎn)品,包含了大量的核心技�(shù)。這類�(chǎn)品一般來說由于技�(shù)難度高,投資較大、產(chǎn)品又不直接對(duì)消費(fèi)�,不易引起社�(huì)重視,但確又非常重要,我國電子信息產(chǎn)�(yè)�(dāng)前大部份的瓶頸或障礙屬于這類�(chǎn)品和技�(shù)。因�,政府的扶持和引�(dǎo)要重�(diǎn)放在這類�(chǎn)品上�
(一)基礎(chǔ)元器�
基礎(chǔ)元器件范圍十分廣泛,分類和命名方式繁�,從傳統(tǒng)分類�,基本可以分為器件類、元件類、組件類。器件類中又有電真空器件(如顯像管)、半�(dǎo)體器�(如晶體管和半�(dǎo)體集成電�)等等,元件類中有電阻電容、電感元�、接插件、電聲元件、電(�)�(�)�、電�、微特電�(jī)、敏感元件等�。組件則是由元件、器件組�,屬于整�(jī)�(shè)備的一�(gè)組成部份的產(chǎn)品、亦稱部��
1、半�(dǎo)體集成電�
集成電路是由多�(gè)半導(dǎo)體器�、電子元件按�(shè)�(jì)要求�(shí)�(xiàn)電學(xué)互連而成的統(tǒng)一�。依�(jù)材料和工藝不�,分有半�(dǎo)體集成電�,厚膜電�� 薄膜混合電路,現(xiàn)在生�(chǎn)和使用的絕大多數(shù)是半�(dǎo)體集成電�(1C)。半�(dǎo)體集成電路按集成�(即每塊芯片包含的元器件數(shù))可分為小�(guī)模IC(�100�(gè))、中�(guī)模IC(100--1000�(gè))、大�(guī)�(1000---10萬�(gè))、超大規(guī)�(10� 一1000萬�(gè))、特大規(guī)�(1000� 一10億�(gè))、巨大規(guī)�(10億以�)。按電路功能可分為數(shù)字IC,模擬IC,模擬/�(shù)字IC�。數(shù)字IC包括了存�(chǔ)器IC,邏輯IC,微處理器IC�。模擬IC包括線性放大器 IC、運(yùn)算放大器IC等�
�1958年美國研制塊半導(dǎo)體集成電路以�,IC遵循摩爾定律,飛快發(fā)�,并促使�(jì)算機(jī)、通訊、消�(fèi)類電子產(chǎn)品和各種信息工程等整�(gè)電子信息�(chǎn)�(yè)�(fā)生翻天覆地的巨變,也帶動(dòng)和促�(jìn)了國防和國民�(jīng)�(jì)各部門的發(fā)�。IC�(chǎn) �(yè)已成為國家具有戰(zhàn)略地位的高技�(shù)基礎(chǔ)�(chǎn)�(yè)�
IC�(chǎn)�(yè)是技�(shù)密集�(chǎn)�(yè),涉及冶金、化工等高純?cè)牧?,光�(jī)電一體化精密�(shè)備、各類儀器儀�、軟件和電子信息整機(jī)技�(shù)等。IC�(chǎn)�(yè)又是資金密集�(chǎn)�(yè),一�(gè)具備8″硅��0.25u(微米)線寬的芯片工廠,一般投入約15億美�,如果是先�(jìn)�12″�0.18u則大�20--25億美�。IC�(chǎn)�(yè)又是市場波動(dòng)�,更新周期快的產(chǎn)�(yè),產(chǎn)品和�(shè)備的更新期大致是3--5�,因此IC�(chǎn)�(yè)確是高風(fēng)�(xiǎn)的產(chǎn)�(yè)�
�(xiàn)代的IC�(chǎn)�(yè)按化�(fā)展已演變成相互獨(dú)立的�(shè)�(jì)�(yè),芯片制造業(yè),封裝測試業(yè),除一 些大IC企業(yè)集團(tuán)仍是各業(yè)具全�,大多數(shù)的IC企業(yè)只是從事其中的某一�
我國�(duì)IC研制起步并不晚,但目前整�(gè)�(chǎn) �(yè)的各�(gè)方面和世界的差距甚大,我國需求的IC本地化配套只�10%左�。國�(nèi)�(xiàn)有IC�(shè)�(jì)企業(yè)�(shù)百家,IC封裝測試�(shù)十家,IC芯片生產(chǎn) 企業(yè)幾家。除華虹NEC�,整�(gè)�(chǎn)�(yè)水平仍是 較低的。國家對(duì)�(fā)展IC這一�(zhàn)略產(chǎn)�(yè)非常重視� 2000年國�(wù)�18�(hào)文發(fā)布了�(fā)展軟件和集成電路的若干政策,予集成電路發(fā)展大力扶�,上海、北�、深圳等地也頒布了許多優(yōu)惠及扶持政策,省委省政府�(lǐng)�(dǎo)多次�(qiáng)�(diào)要抓緊發(fā)展集成電路,相信我省的IC�(chǎn)�(yè)�(huì)很快有突破性發(fā)��
2、片式元器件
隨著電子整機(jī)的小型化和快速生�(chǎn),對(duì)元器件的體積要求更小,電路板上的元器件由插入式改為貼裝式,片式元器件快速發(fā)展起�,它是無引線或短引線的片狀的微型元器件。現(xiàn)在大多數(shù)元件都在向片式化�(fā)�。目�,世界上�(fā)�(dá)國家元器件中片式化率已達(dá)80%,世界也達(dá)50�,可以說,片式化是當(dāng)前元器件的一�(gè)�(fā)展趨勀�
片式元器件有片式電容、片式電�、片式電�、片式晶體管、片式變壓器,片式濾波器等等。但用量及產(chǎn)量為片式電容和片式電�,二者合�(jì)占當(dāng)前片式元器件�95%左��
片式電容也叫�(dú)石電�,是由多�(gè)以電子陶瓷作為介�(zhì)材料的電容疊加并�(lián)而成,層�(shù)已可�(dá)�(shù)百層,融合了薄膜成型技�(shù)、燒�(jié)技�(shù)、電子功能陶瓷材料和�(dǎo)電材料技�(shù)�。目前向大比容化、電�*金屬�、微型化和高頻高Q值發(fā)��
片式電阻是在精密電子陶瓷基板上印刷電阻材�,經(jīng)過激光調(diào)阻再劃片而成,片式電阻正向高�、低阻、高壓和多種電阻膜發(fā)��
我國去年電子元器件產(chǎn)�2500億只,其�,片式元器件約為1000億只。片式化率達(dá)40�。我省風(fēng)華集�(tuán)是的片式元件企業(yè)�
3、光電子器件
光電子器件是種類繁多用途十分廣�、前景廣闊的新興高科技�(chǎn)品,大致分有,光信號(hào)和電信號(hào)互相�(zhuǎn)換的器件,如光探測器、圖像傳感器、光纖傳感器、太陽能電池、真空顯像管� 液晶或其它材料顯示器等等。第�,以光電子材料制成的光源,如激光器�、各類新型發(fā)光器件等。第三,控制和處理光電信�(hào)的元器件,如光耦合、光濾波、光放大、光�(fù)用、光開關(guān)器等�。光電子器件是新興光�(chǎn)�(yè)的基�(chǔ)�
(1)顯示器件
最常用的顯示器件是電視�(jī)用的顯像(CRT)和臺(tái)式計(jì)算機(jī)用的顯示�(CDT),它們實(shí)際是真空陰極射線�,通過電信�(hào)控制陰極�(fā)射的電子轟擊熒光屏顯示圖像。市場上�(jīng)常宣傳這類�(chǎn)品�(jìn)展的有:平面顯示、超平顯示、純平顯示或是中清晰�、高清晰度顯示等,主要是指顯示屏的弧度及顯示圖像的線條密�,其主要工作原理是一樣的。當(dāng)前世界上真空管顯示器仍占主流,主要是性能�(jià)格比有優(yōu)�,估�(jì)在未來真空管顯示器在20�--36″范圍內(nèi)仍將長期占有�(yōu)��
近年來迅速推廣的還有液晶顯示�(LCD),它是利用液�(tài)晶體物質(zhì)分子排列�(duì)光線折射的各向異性原理工�,又分有單色和彩色液晶顯示。對(duì)于單色液�,我國已能批量生�(chǎn)、特別是小面積低檔TN型液晶我國已是世界主要產(chǎn)�,但彩色液晶(主流�(chǎn)品是TFT--LCD,又叫薄膜晶體管液晶顯示�)主要是日�、韓國產(chǎn)品占�(jù)市場。目前LCD已廣泛用于小型顯示設(shè)�,隨著價(jià)格下降,未來�20″以下的電視和計(jì)算機(jī)�(lǐng)域會(huì)逐步占主��
顯示器件在信息產(chǎn)�(yè)的重要位�(承擔(dān)信息的顯�),使世界各國都在大力開發(fā)重量�、體積小(薄型)、清晰、色澤美、省電的新型顯示器件,從目前來看,已開始生產(chǎn)的有:等離子體顯示器(PDP),目前已�(yīng)用于大屏幕平板電視, 但價(jià)格大貴而影響銷�。真空熒光顯示器(VFD),主要用于儀器儀�、影碟機(jī)的顯示屏。發(fā)光二極管顯示�(LED),主要用于儀器儀表或公共場合的大面積顯示屏。場致發(fā)光顯示器(FED)� 目前只能生產(chǎn)小面積彩色顯示屏,用于攝像機(jī)顯示器或軍用�(chǎn)品。有�(jī)電致�(fā)光顯示器(OELD),目前已有中小面積彩色屏,用于數(shù)碼相�(jī)、手�(jī)顯示屏等。上述這些�(chǎn)品由于種種原�,目前仍未大量使用,但相信不久的將來,肯定有的顯示器件大量推出市�。屆�(shí),更輕、更�,甚至可卷繞的彩色電子屏幕將是現(xiàn)�(shí)�
(2)激光器
激光器是通過能發(fā)射激光的工作物質(zhì)將其它形式的能量�(zhuǎn)�?yōu)榧す獾钠骷^激光就是具有極高亮�,單色性極�,定向發(fā)射的相于�。自�1960年美國科�(xué)家研制臺(tái)紅寶石激光器以來,激光器和激光技�(shù)廣泛�(yīng)用于光通訊、計(jì)算機(jī)和音像設(shè)�、機(jī)械加工設(shè)�、醫(yī)療設(shè)�、舞�(tái)�(shè)�、高能物理和軍事�(shè)備等,極大地加速了信息�(chǎn)�(yè)�(fā)展和整�(gè)科學(xué)技�(shù)的發(fā)�。按不同的工作物�(zhì)激光器可以分為固體激光器、氣體激光器、半�(dǎo)體激光撂�。固體激光器峰值功率高,多用在工業(yè)加工、醫(yī)療等。氣體激光器輸出能量大,多用在大功率加工�(shè)備和軍事裝備。半�(dǎo)體激光器是國�(nèi)外發(fā)展較快的激光器,在整�(gè)激光器件市場超�50�,例如光通訊中的光源、激光唱�(jī)和影碟機(jī)的光頭都是采用半�(dǎo)體激光器,目前世界主要產(chǎn)地是日本,我國中科院半導(dǎo)體所和我省華陽集�(tuán)合作已能小批生產(chǎn)�
4、敏感元件與傳感�
敏感元件是能敏銳感受并獲取被測量�(duì)象信�(物理�、化�(xué)的、生物的信息)的電子元�。傳感器則是能將感受獲取的信息轉(zhuǎn)換成有用的輸出信�(hào)的器件。傳感器由敏感元件和�(zhuǎn)換元件構(gòu)��
傳感器的信息采集作用決定了它在信息產(chǎn)�(yè)中的重要地位和作�。由于信息的多樣化又決定了敏感元件和傳感器的多樣�。一般有物理量傳感器(如光�、熱敏、力�、電壓敏、磁�、聲敏、射線敏�),還有化�(xué)傳感�(如氣體敏、濕度敏�)及生物量傳感器等,品種約2萬多種。不同的傳感器采用不同的工作原理和不同的材料工藝,其間可謂千差萬別,體現(xiàn)了傳感器�(chǎn)品研制和生產(chǎn)的多樣�、邊緣性和綜合�。世界市場約200億美�,我國已能批量生�(chǎn)熱敏、力�、磁敏、氣�、濕敏、光敏等元件,但�(guī)模和水平與國外仍有較大差距�
5、 新型�(huán)保電�
電池是使用極廣泛的產(chǎn)�,老一代電池不少因材料或生�(chǎn)過程�(duì)�(huán)境有較大污染,另外大量移�(dòng)式電子電氣設(shè)備的�(yīng)用和�(duì)汽車廢氣的限制都要求使用新一代高效而又�(huán)保電�。目前已批量生產(chǎn)及重�(diǎn)開發(fā)的環(huán)保電池主要有:堿性鋅錳干電池,由于應(yīng)用無汞鋅粉材料而避免汞污染,已成為干電池的主流�(chǎn)�;鎳氫電池,取代了含有害物質(zhì)的鎳鎘電�;鋰離子電池,由于性能更優(yōu)越大有取代鎳氫電池之�,最近幾年又�(fā)展了塑料鋰離子電�(也稱聚合物鋰離子電池),由于電解液固化在聚合薄膜之中,電池可制成軟性片狀,是很有前途的�(chǎn)品,我省TCL公司在聚合物電池研究中有重要貢獻(xiàn);燃料電池,利用燃料(如氫氣或含氫燃料)和氧化劑(如空氣中的氧)直接�(fā)�,普遍認(rèn)為是電動(dòng)汽車最理想的動(dòng)力源�
(�)電子信息專用材料
專用材料是生�(chǎn)基礎(chǔ)元器件必需的材�。因此,這類�(chǎn)品可說是信息�(chǎn)�(yè)基礎(chǔ)中的基礎(chǔ),它決定和支撐著整�(gè)電子信息�(chǎn)品的水平和發(fā)�。專用材料涉及冶金、有�、化�、生物、精密設(shè)備等廣闊�(lǐng)�,主要有半導(dǎo)體材料、光電子材料、電子陶瓷材�、磁性材�、生物材�、納米材料等�。由于過去計(jì)劃經(jīng)�(jì)影響和自身技�(shù)資金的難�,目前專用材料更是我國薄弱環(huán)節(jié),而這類�(chǎn)品的市場前景和效益前景卻是十分可觀,因此,在產(chǎn)�(yè)�(jié)�(gòu)�(diào)整中�(yīng)大力鼓勵(lì)�(fā)��
1、半�(dǎo)體材�
半導(dǎo)體材料的品種門類繁多。從材料�(gòu)成看,主要是硅半�(dǎo)體材料和化合物半�(dǎo)體材料二大類;從工藝�(gòu)成看,主要是單晶片和外延片二大類。所謂外�,就是通過非常精密的物理或化學(xué)等方法在襯底材料上生成所需要的半導(dǎo)體功能材料�
硅單晶材料是目前世界上用量的半導(dǎo)體材�,世�95%以上的半導(dǎo)體器件和99%以上的集成電路是用硅材料制作的�,目前世界上硅單晶的主流�(chǎn)品是8英寸�12英寸亦已開始生產(chǎn),研制水平已�(dá)�16英寸,而我國大量生�(chǎn)的是4-6英寸�8英寸只是小批量生�(chǎn)�
化合物半�(dǎo)體主要有砷化鎵材�(包括單晶和外延片),磷化銦材料�,這些材料比硅材料更適用于高頻�、超高速、低功�、低噪聲的器件和電路,以及發(fā)光器件和激光器�,主要用于移�(dòng)通信、光通信、數(shù)字音像設(shè)�、超高速電腦和軍事電子裝備等,因此近年有快速的增長,這類�(chǎn)品有非常良好的市場前�。我國對(duì)化合物半�(dǎo)體的研究比較重視,其門類比較廣泛齊�,但基本處于�(shí)�(yàn)室研制或少數(shù)品種小批量生�(chǎn),在�(guī)?;a(chǎn)及產(chǎn)品的技�(shù)水平上和國外有較大差��
半導(dǎo)體集成電路生�(chǎn)還大量需要超高純的化�(xué)試劑、各種超高純的氣體和芯片包封的化�(xué)材料,以上材料我國有開發(fā)和生�(chǎn)部份品種,但適用1μm以下IC生產(chǎn)的材料基本上仍是空白�
2、光電子材料
光電子材料品種類別繁�,如按功能分類主要有:激光材�、光電探測材�、光�(xué)功能材料、光纖材�、光電顯示材�、光存貯材料等。以上材料中,我國較�(qiáng)的是非線性光�(xué)功能材料,如研制生產(chǎn)居國際前列的偏硼酸鋇(BBO) 和三硼酸�(LBO),可用于大功率全固態(tài)激光器�。其次是光纖材料(詳見下述);激光晶體只有摻釹釔鋁石榴石能批量生�(chǎn),其它基本上生產(chǎn)能力�??;液晶材料能批量生產(chǎn)的只有低檔的TN�。其它光電子材料雖然有不少研制單�,但絕大部份仍是處于�(shí)�(yàn)室階�,整體產(chǎn)品水平與國際水平差距較大。光電子材料是技�(shù)難度很高、生�(chǎn)投資較大的產(chǎn)�,不少是需要政府行為加以扶持的�
由于光通信�(fā)展迅速和市場廣闊,有必要介紹一下光纖材料的�(fā)展情��1966年英藉華人高琨論證了光纖傳輸損耗可降到20dB/km��1970年美國康寧公司研制出根損耗低�20dB/km的光纖。此后三十年,光纖產(chǎn)�(yè)�(fā) 展突飛猛�(jìn),當(dāng)前全世界80%的信息�(yè)�(wù)由光纖傳�,光纖已成為承擔(dān)信息高速公路的主要角色�
光纖是兩種不同折射率的傳光材料制�,內(nèi)芯材料是傳輸光波的主�、外層是包層。所謂光纖材料主要是指由這二種材料合制成的光纖預(yù)制棒,光纖就是用�(yù)制棒在爐中拉出細(xì)�(xì)的光纖維�。常見的光纖材料主要是石英玻璃類、摻鉺玻璃類(用于光纖放大�)、塑料光纖類(可用于接入網(wǎng))。由于光纖預(yù)制棒�(nèi)雜質(zhì)控制和尺寸要求極�,全世界只有少數(shù)十幾�(gè)公司能批量生�(chǎn)。我國武漢長飛公司已能小批生�(chǎn),但目前已有7--8家公司正在啟�(dòng),其中包括我省深圳特�(fā)公司�
3、電子陶瓷材�
電子陶瓷材料是制作各類電子陶瓷元件的主要材料。主要分為裝置陶瓷材�(用于厚膜電路、片式電阻瓷基板)和功能陶瓷材料二大類。而功能陶瓷材料又分有介質(zhì)陶瓷(用于片式電容�)、熱敏陶�(用于熱敏電阻)、壓敏陶�(� 感器�)、壓電陶�(換能�、濾波器�)、微波介�(zhì)陶瓷(振蕩�、雙工器�)材料等,以上各類材料我國基本都有生產(chǎn),但�(duì)于高精度或超小體積式、超高頻率的范圍元件仍不適應(yīng)。我省風(fēng)華集�(tuán)研制的片式電容用的各種材料已通過863 �(jì)劃驗(yàn)收并大批量生�(chǎn)�
4、磁性材�
凡運(yùn)用電磁特性原理制作電子元器件基本上都要用到磁性材料。磁性材料按性能可分為永�(又稱硬磁)材料、軟磁材�、旋磁材�、磁記錄材料�;從材料分則主要是金屬磁性材料和鐵氧體磁性材�。磁性材料及其制成的零部�,廣泛地�(yīng)用在�(jīng)�(jì)和社�(huì)生活各�(gè)�(lǐng)��
永磁材料是經(jīng)過一次充磁能量后,即能產(chǎn)生恒定磁場的材料。金屬永磁材料的代表品種主要是釹鐵硼合金;鐵氧體永磁材料主要有鍶鐵氧體和鋇鐵氧體,鐵氧體永磁材料�(chǎn)量占永磁材料�90%以��
軟磁材料是容易磁化也容易退磁的磁性材料。金屬軟磁材料主要有鐵硅合金、坡莫合金等;鐵氧體軟磁材料主要有錳鋅鐵氧體(重量�(chǎn)量占6096)鎂錳鋅鐵氧體(�35�)和高頻用鎳鋅鐵氧體材料等�
磁記錄材料是磁記�、磁光記錄中的數(shù)�(jù)載體材料和信息讀寫磁頭的材料。作為磁記錄材料,主要是各類磁粉(氧化�、金屬磁粉等)和基片材�(塑料薄膜、金屬薄膜、玻璃片�)。作為磁頭材料,主要是坡莫合�、鐵氧體材料、鎳鐵薄膜、磁阻及巨磁阻材料等。作為磁光記錄材料,主要有重稀�--過渡族金屬非晶薄�、多晶調(diào)制薄膜和石榴石多晶薄膜等�
在永磁材料和軟磁材料方面,我國的生產(chǎn)�(guī)模已�,但在產(chǎn)品檔次和工藝�(shè)備方�,與世界水平仍有5-10年左右差�。在磁記錄材料方�,我國在改革開放后引�(jìn)并大量地生產(chǎn)了錄�、錄像磁帶片的材料及�(chǎn)�,但這類�(chǎn)品市場已大大萎縮。而軟盤、硬盤片的材料我國基本不能自主生�(chǎn)。我國現(xiàn)在是各類磁頭的生�(chǎn)大國,但磁頭材料除錄音磁頭外,其它的磁頭材料基本依靠�(jìn)�。磁光記錄材料也是基本依靠�(jìn)�??傮w說來,差距仍在擴(kuò)�,這確�(yīng)引起高度注視�
5、生物材料和生物芯片
各種各樣的電子敏感器件是由各種各樣的材料制成,其中有一類是有生物活性物�(zhì)的材�。這類材料制成的敏感器�,可用以測量分析各種生物化學(xué)�(shù)�(jù)。生物材料主要包括:生物�、動(dòng)植物組織、微生物�、抗原與抗體、核酸鏈(DNA)��
DNA芯片是近年興起的熱門生物芯片。將各種已知特定序列的核酸單�(常稱DNA探針),以很高密度有序地固定在玻璃、硅片等固體基片上,就制成了DNA芯片。在檢測作為目的物的DNA�(shí),通常先將目的物加以標(biāo)�(如放射性、熒光酶�(biāo)記等)然后用DNA芯片檢測目的�,經(jīng)過一定化�(xué)處理,讓芯片上的DNA探針與帶有標(biāo)記的目的物DNA�(jìn)行雜交反�(yīng)。完全雜交反�(yīng)、不完全反應(yīng)或不能雜交反�(yīng)都將在DNA芯片上產(chǎn)生相�(yīng)的信�(hào)。這些信號(hào)通過檢測并經(jīng)電腦處理,可以得出被檢測的DNA信息。目前DNA芯片已達(dá)每片集成40萬條以上DNA片段。我省肇慶星湖生化公司已開始和上海合作共同開�(fā)生產(chǎn)DNA芯片。生物芯片對(duì)疾病檢測、治�、生物篩選以及對(duì)人工智能、生命揭示的研究將有重要的意��
6、納米材料和納米技�(shù)
納米是長度度量單位,1納米(1nm)為十億分之一�,略等于45�(gè)原子排列的長度。當(dāng)超微�(xì)材料特征尺寸�1nmm -100 nm范圍�(shí),稱為納米材�。納米級(jí)范圍的材料存在著尺寸效應(yīng)和量子效�(yīng),會(huì)�(dǎo)致電�(xué)、磁�(xué)、光�(xué)、力�(xué)等性質(zhì)�(fā)生奇異的變化,例�1991年發(fā)明的碳納米管,重量相�(dāng)于鋼的六分之一,強(qiáng)度卻是鋼的十�。納米材料的種種特異功能,將可廣泛制作各種神奇功能的納米�(chǎn)�。在電子工業(yè)�,有納米磁性和磁記錄材料,納米電子陶瓷材料,納米有�(jī)存儲(chǔ)材料,納米電波吸波材料,納米�(dǎo)電漿料等�。實(shí)際上,各�(gè)行業(yè)都將廣泛�(yīng)用納米材料�
納米技�(shù)是一�(gè)更廣泛的概念,就電子信息�(chǎn)�(yè)范圍來說,納米技�(shù)主要可以體現(xiàn)在三�(gè)方面。一是研制和生產(chǎn)納米材料的技�(shù);二是納米級(jí)的加工和制作技�(shù),例如集成電路的開發(fā)生產(chǎn)低于0�1um(�100納米),將�(jìn)入納米級(jí)范圍,將采用更多不同于常�(guī)的設(shè)備和原理去研制生�(chǎn);三是利用納米級(jí)物質(zhì)的特性原理去制作新一代的�(chǎn)品,例如至今為止,電子器件都只是利用電子波粒二象性的粒子性原理,在納米級(jí)器件將要用電子的量子效應(yīng)(波動(dòng)相位)原理制作量子器件,這將解決集成電路線寬極限的問�,對(duì)整�(gè)信息�(chǎn)�(yè)的發(fā)展和前途都是無可估量的�
我國�(duì)納米材料的開�(fā)和納米技�(shù)的研究非常重�,起步與世界基本同步,有不少納米材料研制已達(dá)世界水平,如碳納米材�、納米有�(jī)存儲(chǔ)材料等等,但在納米級(jí)加工�(shè)備和利用納米范疇原理制作新一代產(chǎn)品方面與世界仍有較大差距�