电子元件是信息技术的重要支撑，是电子装备、电子信息系统以及武器装备控制系统必不可少的重要部件。从信息技术的发展历程可以看出，电子系统功能的每一次升级、半导体技术的每一种创新与变革都会从产量和性能等方面对元件提出新的更高的要求。电子元件的发展速度、技术水平高低和生产规模，不仅直接影响着电子信息产业的发展，而且对改造传统产业，促进科技进步，提高装备现代化水平都具有重要的现实意义。因此，跟踪世界电子元件科技发展新动向，总结各国发展电子元件科技发展新举措，找出电子元件科技发展新特点，密切关注电子元件领域的新材料等，对促进我国电子元件科技的发展、提高电子元器件整体水平、推动电子信息产业发展，都具有重要的理论和现实意义。主要介绍以下三方面内容：
　　1、世界主要国家发展电子元件科技的举措
　　2、电子元件科技发展的新特点
　　3、电子元件发展中的新材料

一、世界主要国家发展电子元件科技的举措

    一个国家信息技术发展水平，武器装备先进程度都与电子元件的科技发展和工艺水平息息相关。因此，美国、俄罗斯、日本等世界主要国家都十分重视电子元件的发展，制订了诸多政策、措施，并大幅度地加大经费投入，以促进电子元件这一基础领域的科技发展。

　　下面重点分析美国、俄罗斯、日本等国家，积极研发电子元件的政策与措施。

    1、美国。美国是传统电子元件强国，早在上世纪90年代中期，为促进电子元件发展，美国政府就曾拨款7000万美元，实施了一项旨在开发无源集成和多芯片组装技术的三年计划。2000年，美国商务部 、国家标准与计划研究所和一些大型企业联合发起了一个规模更大的“先进嵌入式无源元件联合研究计划”，这为期四年的计划，通过建立一个国家制造科学中心，推动了新一代元件的研发。其内容涉及新材料、新制程、以及新的设计工具（软件）开发等诸多方面，并取得了重要成果。美国军方也相当重视元件技术的发展，在美国国防部2004财政年度计划中，“先进元件开发与产品”被列为7个重大计划之一，其预算经费高达132亿美元。美国政府、军方的高度重视和高强度的投入，正是美国元件科技一直能够保持很高水准的重要原因。

     2、俄罗斯。近年来，受苏联解体影响，俄罗斯丧失了大部分元件生产能力，陷入依赖进口的局面。为提升自身，包括元件在内的电子信息技术的基础保障能力，减少对国外依附，2007年末，俄罗斯联邦政府批准了“2008～2015年发展电子元器件和无线电联邦专项计划”，旨在帮助解决电子元件在内的电子领域技术工艺落后问题。俄联邦拔给该计划的预算资金为1100亿卢布，此外还有预算外资金770亿卢布。该计划如能顺利实施，到2015年，俄罗斯国产元件预计将会占据国内市场的一半份额。

    3、日本。长期以来，日本的电子元件发展都具有扎实的基础，这主要归功于日本电子元件工业界对元件基础研究的重视，并着眼于中长期的研究和开发。日本的电子元件厂商普遍与企业结成联盟并制订了5～10年基础研究的技术路线图，对包括材料技术、纳米级加工技术和其他加工技术在内的技术领域进行深入研究。2007年，各电子元件企业把研发目标指向技术与产业的融合，将研发经费积极投向强化核心技术和新技术发明，致力于向高性能化、复合化、多样化发展。据统计，日本十大电子元件主要厂商2007年度研发经费的投入总金额达到2352亿日元。

二、电子元件科技发展的新特点

    当前，随着传统元件科研生产逐步走向成熟，电子元件科技正步入以新材料、新工艺、新技术带动下的产品更新升级和深化发展的新时期，呈现出向片式化、小型化方向发展；以低功耗、高可靠满足国防和尖端装备新要求；以抗辐射满足宇航级应用；以无源集成作为无源元件新的增长点；实现无毒无害、绿色环保新目标等五个方面新的发展趋势和特点。
 
　　1、片式化、小型化是电子元件技术发展的主要方向，片式、小型化是电子元件近年发展的主要方向，已成为衡量电子元件技术发展水平的重要标志之一，美、欧、日等发达国家以及亚太、印度等发展中国家和地区，各类电子元件均已有相应的片式化产品。其中，片式电容、片式电阻、片式电感三大无源元件，约占全球片式元件总产量的85%～90%。
电子元件片式化的同时，小型化也在迅速发展，不仅传统元件在迅速小型化，片式元件也在迅速小型化。当前片式阻容元件的主流产品的尺寸是0603型、0402型，正朝着外形尺寸更小的0201型和01005型方向发展。例如，体积仅为0.0045cm3的温度补偿晶体振荡器（TCXO）和体积为0.325cm3的片式继电器，以及高度仅为1.55mm的DIP开关等小型化元件都已相继开发成功。尺寸缩小涉及一系列材料和工艺问题，这也是当前元件研究的一个热点，一些新材料和前沿技术（如纳米技术等）已开始被用于超小型元件的工艺之中，如超小型连接器，针脚的间距可以做到0.635mm。

　　2、以低功耗、高可靠满足国防和尖端装备新要求

    随着便携式消费电子设备正向小尺寸、轻重量、多功能、数字化方向发展，全面带动了世界电子元件向小型、片式、低厚度、低功耗、高频、高性能的深入发展和不断改进。与此同时，国防和尖端科技装备也对电子器件提出低功耗、高可靠等性能方面的新要求。如美国单兵作战系统、便携式电台等小型作战装备，为保证装备在战场中可持续使用时间，在设计之初就提出低功耗的要求。而且还将这些要求层层细化，在对电子元件的设计和选择上，低功耗已经成为很重要的一条标准。除低功耗之外，未来战场复杂的电磁环境和恶劣的自然环境对电子元件产品的可靠性要求也越来越高。如在连接器领域，近年来国外迅速兴起了一种新型连接器——纳小型连接器。由于具有很高的可靠性，以及尺寸小、重量轻等特点，纳小型连接器已经在军事领域得到了广泛应用。

    3、以抗辐射满足宇航级应用

    随着空间活动的深入发展，宇航用各类电子系统增长迅速，一方面使空间用电子元件的需求量不断增加，另一方面对电子元件提出了更高的性能要求，抗辐射加固的要求已经达到相当苛刻的地步。美国空军研究试验室（AFRL）几年前发起的一项航天计划，其中的一项重要研究内容就是系统地认识空间恶劣环境对电子元件的影响，提高材料的抗辐射加固性，从根本上弄清楚电子元件内部因辐射导致故障的内在机理，以期为美国国防部21世纪大量的空间任务做准备。

    4、以无源集成作为无源元件新增长点

    无源集成元件是电子元件的重要组成部分，就电子设备与系统应用的元件总数量来看，无源元件占据着绝大多数，高达70%以上。同时，无源元件对未来系统功能增加及性能提高也发挥着越来越重要的作用。系统功能的改进要通过小型化、集成无源元件及功能模块的开发来实现。而对无源元件来说，以低温共烧陶瓷（LTCC）技术为代表的无源集成则是无源元件发展新的增长点。LTCC技术是近年发展起来的整合组件技术，它已成为无源集成技术的主流。当前，由于LTCC工艺技术的迅速发展，片式集成无源元件（IPD）已在手机、无线网络、蓝牙等领域获得应用。日本TDK公司为适应电子元件由单体向模块化转变要求，已陆续开发出小尺寸、高精度的LTCC模块，以及在基板里内置了IC裸芯片的超小通信模块等。我国对LTCC的研究也十分活跃，清华大学、上海硅酸盐研究所等单位正在开发LTCC用陶瓷粉料。南玻电子公司开发出一系列不同性能的陶瓷生带产品，为不同设计、不同工作频率的LTCC产品的开发奠定了基础。

    5、实现无毒无害、安全环保的新目标

    随着人们对资源环保、生产安全等方面的关注和意识的增强，世界各国开始十分关注电子产品制造和生产流程环节中的环保和安全问题，绿色电子制造的概念应运而生。欧盟三个指令之后，2007年8月EUP指令（用能产品的生态化设计要求）生效，该指令针对包括电子信息产品在内的用能产品，在设计阶段，对其生命周期涉及的节能、环保要求提出全面的框架性指令，带来深远影响，建立生物设计、评估和管理体系成为产业发展的新课题。

    在电子元件生产过程中，原材料和工艺是实现绿色制造的关键，因此无铅化的实施对印制线路板（PCB）材质、电子元件的耐温性、助焊剂的性能、无铅焊料的性能、无铅组装设备的性能提出了更高的要求。因此，各电子元件企业普遍加强对新材料的研究开发，以求在元件无铅化方面有新的突破。近年来Sn/Ag/Cu、Sn/Cu和Sn/Ag/Cu/Bi三种合金已经逐渐成为替代锡—铅的无铅焊接材料，而在这三种材料中，美国倾向采用Sn/Ag/Cu合金，而日本则更青睐Sn/Ag/Cu/Bi合金。

    片式多层陶瓷电容（MLCC）和片式电阻在元件中占有很大比重，当前，全球主要的片式陶瓷电容（MLCC）和片式电阻供应商已经完成向无铅生产的转变，70%的MLCC企业已经实现了无铅化，我国大部分厂商已采取相应措施，大型MLCC企业已经基本实现了全面的无铅化与无毒化生产。如我国风华科技公司已在生产过程中全面实行了无铅化，针对生产MLCC的主要原材料瓷粉和浆料，已有自己的研发和配套，瓷粉和浆料等原材料的配套能力达到70%左右。西安创联公司在电位器及连接器等产品的生产实现无铅化。在此基础上，正在加快解决延迟线、电阻浆料等产品的无铅化问题。

三、电子元件发展中的新材料

    随着电子行业的快速发展，电子设备的轻薄小型对电子元件小型化、设计差异化及绿色节能等要求越来越强烈，新型高端元件发展以关键材料为突破口并成为世界各国发展新一代实用化、节能化及环保化电子元件技术制高点。

    主要介绍铁氧体、电子陶瓷、压电晶体、新型绿色电池等四种材料。

    1、铁氧体材料。 高频开关电源因具有低损耗、高频化和小型化、重量轻等特点，在国际上日益受到重视。而决定电磁器件性能、体积、效率等特性的磁芯材料也被广泛关注。随着开关电源高频化及电子装备数字化技术的发展，软磁铁氧体已经拓展了更大的市场空间。铁氧体材料制作的磁性元件是高频电力电子技术的重要组成部分，对电力电子设备的体积和效率起着决定性的作用。

    2、电子陶瓷。 电子陶瓷是广泛应用于电子信息领域中重要的高技术新材料。随着现代通讯、计算机、微电子、光电子、机器人制造、生物工程以及核技术等高科技的飞速发展，微电子行业对电子陶瓷元器件的要求也愈来愈高，世界各先进国家对高性能复合型电子陶瓷材料的研究开发都高度重视，日本、美国在电子陶瓷材料的发展方面处于领先地位，特别是日本在电子陶瓷材料领域中一直以系列最全、产量最大、应用领域最广、综合性能最优而名列前茅。

    3、压电晶体材料。 压电晶体材料是制造声表面波器件、谐振器、振荡器等频率元件的关键材料。压电薄膜（ZnO/Al2O3）制作的3GHz以下的高频率SAW器件已商品化，并已应用于光纤通信及卫星通信系统中。压电晶体与薄膜材料有两个特别值得注意的发展方向：一是结构由晶体向薄膜方向发展，这对信息产业的通信领域高频化发展具有重要意义；二是功能向复合效应方向发展。

    4、新型绿色电池材料。 新型绿色电池技术近年来发展迅猛，产业化进程加快。高性能、无污染的新型绿色环保的锂离子电池作为通信及电动车辆动力电池，被普遍看好且发展潜力巨大。目前，在动力电池方面，国际上锂离子电池最好的材料克容量为每克120毫安～130毫安，我国新材料的克容量水平已经超过每克140毫安，技术水平处于国际领先地位。

    综上所述，电子元件科技与工业依然是世界各国科技发展的基础性产业和发展重点，电子元件科技的发展对电子信息产业的革新和升级仍起着十分重要的基础作用。电子、纳米、生物以及新能源、新材料技术的进步，以及国防和尖端装备需求，电子元件科技将会继续向小型化、片式化、高集成、高精密，高性能，高可靠性，高抗辐射和低功耗等方向发展。