3月8日，全球先进陶瓷行业的品牌展会——第十六届中国国际先进陶瓷展览会（简称“先进陶瓷展”）在上海完美收官！据先进陶瓷展主办方报道，本届展会规模近4.5万㎡，近800家中外展商参展，三天展期共接待国内外专业观众超6.1万人次。据报道，本届先进陶瓷展吸引了中材高新、国瓷、中铝、Saint-Gobain、BOSCH、BASF、东方锆业、山田研磨等国内外778家知名先进陶瓷企业，集中展示了氧化物、碳化物、氮化物等精密陶瓷粉体及原材料，混料、成形、烧结、精整、后加工、检测等先进工艺和设备，以及高精密零部件产品等。一年一度的先进陶瓷展也被视为先进陶瓷行业前沿应用的风向标，搭乘“双碳”、智能终端、5G、新能源汽车等热点概念的热潮，这场展会将呈现先进陶瓷行业在应对新形势下的哪些风向？随着科技的不断进步和全球对环境友好材料的需求增加，先进陶瓷行业迎来了新的发展机遇。预计到2025年，先进陶瓷市场规模有望达到1000亿美元，年增长率约为8%。在全球范围内，先进陶瓷材料被广泛应用于电子、汽车、航空航天、医疗和能源等领域，成为推动技术创新和产业升级的重要支撑。但近两年来，新能源汽车的快速普及为陶瓷产业带来了尤为突出的发展机遇。据预测，到2025年，我国新能源乘用车市场销量将达到1270万辆，市场渗透率将达到50%，而到2030年，这一数字将增至1830万辆，渗透率提升至60%。在此趋势下，车用陶瓷部件的需求也将显著增长。据了解，氧化铝（AI2O3）陶瓷、碳化硅（SiC）陶瓷、氮化硅（Si3N4）陶瓷都是汽车领域的重要陶瓷材料，而压电陶瓷材料则是一种能够将机械能和电能互相转换的信息功能陶瓷材料，已大规模应用于加速度传感器及压电倒车雷达领域。其中，氧化铝（AI2O3）陶瓷在汽车领域的应用占比达到10.3%，且以中国为代表的亚洲市场，其发展速度超过了全球平均水平。
据了解，氧化铝陶瓷的重要应用之一是大功率陶瓷继电器。这种继电器是新能源汽车动力电池包与整车用电系统安全连接的核心部件。此外，动力电池陶瓷密封圈、电容式压力传感器以及大功率汽车熔断器也是氧化铝陶瓷的重要应用领域。在本届先进陶瓷展现场，江苏中瓷陶瓷科技有限公司、无锡市诚信耐火陶瓷有限公司、宁波国泰陶瓷有限公司、山东硅元新型材料股份有限公司、宜兴市丰钰杰陶瓷科技有限公司等十余家企业带来了96%氧化铝陶瓷基板、99%氧化铝陶瓷片、采用99.8%高纯氧化铝陶瓷制备的高纯氧化铝陶瓷绝缘环等最新产品。特斯拉Model Y主驱逆变器采用碳化硅MOSFET2021年以来，随着特斯拉率先在model 3的主驱上采用全碳化硅模块而吃了第一口螃蟹，碳化硅在汽车界掀起一股“上车热”，比亚迪等越来越多车企开始在电驱系统中导入碳化硅（SiC）技术。例如，碳化硅材料制成的碳陶盘，预计到2025年，其市场规模将达到200亿元人民币。根据Wolfspeed的预测，2026年碳化硅器件市场规模有望达到89亿美元，碳化硅有望在新能源汽车、工业和能源、射频市场逐步完成对硅基器件的替代。根据Yole统计数据，2021年全球SiC功率器件市场规模为10.9亿美元，下游汽车电子领域占6.85亿美元。其市场有望高速增长，至2027年达到62.97亿美元，其中汽车电子占49.86亿美元，复合增速高达40%。SiC MOSFET与Si IGBT在新能源汽车上的应用相对于碳化硅的高调，另一种陶瓷材料——氮化硅也在悄悄“上车”。氮化硅陶瓷以其极高的硬度和化学惰性而著称，特别是热压氮化硅，是世界上最坚硬的物质之一。目前氮化硅“上车”呼声最高的应用主要有两个方面，即轴承与基板。数据显示，到2035年，氮化硅全球市场价值约为40亿美元，汽车将是氮化硅最大应用市场，占比35%，高于航空航天、太阳能发电及医疗等领域的需求。从2023至2035年，全球氮化硅市场的复合增长率为7.5%。针对压电陶瓷材料，湖南省美程陶瓷科技有限公司总工程师贺亦文在先进陶瓷展表示，预计到2026年，压电陶瓷材料在加速度传感器的应用中，国内市场规模约为201.6亿元；在压电倒车雷达领域，预计到2025年，国内市场规模约为389.5亿元。据统计，先进陶瓷产业每年以7%-10%左右的增长速度高速发展，全球先进陶瓷产业已达到万亿级的市场规模。但从陶瓷产业价值链来看，我国先进陶瓷许多企业和产品仍处于中低端，日、美、欧则占据了中高端市场。尤其是日本，在先进陶瓷的研制与应用领域居于巨大领先地位。“高端氮化硅陶瓷目前仍以日本、欧美企业为主导，国际市场的占有率、发展方向的引领力仍然是国外知名企业所掌握。”在先进陶瓷展现场，中国先进陶瓷产业联盟理事长、中材高新战略科学家张伟儒表示。不过，张伟儒指出，国内近年来氮化硅产业化技术和规模发展很快，部分产品实现了国产化，如HIP氮化硅轴承球、光伏太阳能复合绝缘组件、大尺寸球阀等。以HIP氮化硅轴承球为例，张伟儒表示，中材高新从九十年代开展气氛压力烧结研究，2015年在国内率先突破了无包覆HIP工程化技术，实现了我国HIP氮化硅轴承球产业化。据张伟儒介绍，中材氮化物公司已成为全球继日本Toshiba和美国Coorstek后，第3家可以生产的企业。其HIP氮化硅轴承陶瓷球已进入全球八大轴承企业的考核并实现订货，国际市场收入占公司销售的收入达到50%以上。“除了新能源汽车，中材氮化物陶瓷公司研制的最高级HIP氮化硅轴承球已在我国航空航天工程上实现应用，解决了长期以来被国外掣肘的技术问题。”张伟儒介绍道。此外，中材高新在高导热氮化硅陶瓷基板方面也取得了相关突破。张伟儒表示，中材氮化物公司氮化硅基板与国外产品进行了全面检测对标，与日本丸和的产品性能相当，目前已通过了国内外AMB覆铜头部企业的考核认证并实现批量订货。据介绍，高导热氮化硅陶瓷基板目前主要集中在日本现有的数家主要企业，包含日本东芝材料，电气化学、日立、丸和、精细陶瓷等公司，主要用于光伏发电、新能源汽车、充电桩、风电发电、轨道交通等领域。QYResearch数据显示，2025年氮化硅基片需求量预计35亿元，2030年市场预计为60亿元。对此，张伟儒认为，未来，随着国内氮化硅基片企业在技术、性能不断提升，产能释放、以及AMB企业对基片国产化替代的要求，2027预计国内产品的市场占有率会将提高至30%以上。在本届先进陶瓷展上，中材高新展出的全系列先进陶瓷产品成为行业焦点，其中重点展出的工陶院陶瓷系列展品和氮化物系列产品引起了国外客户的高度关注，双方就创新技术和合作前景展开了深入探讨。此外，宁波众基精瓷科技有限公司、广州柏励司研磨介质有限公司、河北高富氮化硅有限公司等多家国内企业也展会上展示了各自的国产氧化铝、氮化硅陶瓷。纵观先进陶瓷展现场778家展商，琳琅满目的展品基本以国产为主，相较于前几年的展商数据及展品数量，得到较大提升。据相关数据统计，近年来我国先进陶瓷产业得到了快速发展，从产品器件层面来看，主要集中在多孔陶瓷、高温防热陶瓷、核用陶瓷、陶瓷基板、电子陶瓷、透明陶瓷、生物陶瓷和装甲陶瓷等方面。其中，国内多孔陶瓷近年来发展迅速，在蜂窝陶瓷、发泡陶瓷和陶瓷膜领域已形成了一批代表性的龙头企业，支撑我国多孔陶瓷技术的发展。作为国内专业从事大气污染治理产品研发与产业化的自主品牌企业，奥福环保重点研发并产业化柴油车尾气处理核心部件大尺寸蜂窝陶瓷载体，打破多年来国外厂商对大尺寸蜂窝陶瓷载体制造技术的垄断，填补了国内空白。另外，国内陶瓷膜行业管式陶瓷膜和平板陶瓷膜也发展较快，管式膜以久吾和三达为代表，平板式陶瓷膜以中材高新、博鑫、科一等为代表，其中久吾和三达是以陶瓷膜及膜应用为核心技术的上市公司。在展会现场，新材料在线®还了解到，在高温防热结构陶瓷产业方面，我国也呈现出良好的发展态势。目前，我国在某些尖端陶瓷的理论研究和实验水平已经达到国际先进水平。通过对材料组成结构和性能的研究，开发出一系列具有我国自己特色的新材料，主要性能处于国内领先水平，许多方面接近或超过国际先进水平。先进陶瓷产业的发展与一个国家的总体工业水平紧密相关，尽管近20年我国先进陶瓷产业发展快速，但与世界先进水平相比仍有一定差距。“这个差距很大一部分是来源于我们的原料粉体。”清华大学潘伟教授表示，高质量粉体作为先进陶瓷应用的基础，其市场继续呈现增长势头，目前基本被日本、德国、法国的少数厂商所垄断。据统计，全球最大的碳化硅粉体生产厂家为屋久岛电工，产量约100t/年，其次为H.C-STARCK，产量约50t/年，圣戈班产量约30t/年。另一组数据显示，中国是全球碳化硅材料的最大生产国，2022年中国碳化硅总产量达53.5万吨左右,占全球总数的56.3%,居世界第一。氮化硅作为重要的工程陶瓷，国内产业化发展迅速，已有中材高新、山东国瓷等龙头企业。然而，尽管目前国内先进陶瓷粉体原料生产企业很多，但陶瓷粉体性能仍存在较大的离散性和不稳定性，因此直接影响后续批量化制备的陶瓷产品的性能和可靠性。我国在陶瓷粉体方面还达不到国际先进水平，许多高端陶瓷产品还依赖从国外的一些公司进口。据业内人士介绍，当前国内厂家在粉体的杂质含量控制、烧结活性，特别是烧结成瓷后的显微结构均匀性和材料性能上还具有差距。尤其是高性能非氧化物陶瓷粉体，如氮化硅、氮化铝、碳化硅、碳化硼、超高温陶瓷等陶瓷粉体，国内尚缺乏世界一流的生产商。
此外，虽然我国高性能陶瓷生产工艺技术已有很大提升，但在关键工艺技术和装备上仍然有较大差距，国产装备的性能和可靠性还难以达到国际先进水平。据了解，由于先进陶瓷生产的工艺装备，包括粉体处理装置、各种成型设备、不同类型高温烧结炉、精密研磨加工设备，大多不是市场上通用机械装备，开发这些专用设备的性能和可靠性与进口的设备相比均有差距，体现在设备的精度、可靠性和稳定性以及寿命方面。例如像陶瓷粉体喷雾造粒装置、注射成型机、气氛压力烧结炉、热等静压烧结炉、陶瓷精加工的研磨设备、计算机数字控制（CNC）等。潘伟教授认为，从全球来看，在先进陶瓷领域日本应该是排第一的，日本有很多非常有名的陶瓷企业。他还观察到，近年来，国外陶瓷半导体器件正向高性能、高可靠、高精度、多层片式化和规模化方向发展。目前，国外一些大企业相继推出了一些基于多层陶瓷技术的片式化半导体陶瓷器件，成为敏感器件领域的高端产品。对此，潘伟教授建议道，中国先进陶瓷产业一是要加强科研，二是要加强科研和产业的合作。“中国一定要把陶瓷粉体做好，而且粉体行业应该和陶瓷生产行业开展充分的沟通交流，把陶瓷生产部门的需求转化到粉体生产中。”他认为，国内的粉体生产与陶瓷制备长期以来是两张皮，合不在一起，这也是我国与日本陶瓷与粉体产业差距巨大的重要原因所在，我们的粉体要追赶上日本、德国，还需要做很大的努力。”对此，华为技术有限公司首席材料专家周彦昭也感同身受。周彦昭在先进陶瓷展上表示，近年来，先进陶瓷在5G通讯基站、智能汽车、手机、卫星通信技术及人工智能等领域迎来了重大发展机遇，但随着国内电子陶瓷企业数量疯狂增长，加速了电子陶瓷同质化竞争和内卷，需要新的技术突破和差异化竞争。为了引领电子陶瓷产业持续健康发展，周彦昭呼吁原材料、粉体厂商、元器件及基板厂商、下游用户扩大开放，合作进取，通过技术创新闯出一条新路，努力做大电子陶瓷的总盘子，探索出一条健康发展合作共赢的道路。他指出，“通信和汽车市场规模很大，仅在中国就有上万亿元规模，如果中国电子陶瓷的盘子想要做大，就必须要拥抱这两大行业，去探索新的应用。”此外，在陶瓷烧结工艺及电子陶瓷元器件领域，也不乏类似呼声。清华大学材料学院谢志鹏教授表示，近几年，随着半导体设备用精密陶瓷零部件（如静电吸盘、氮化铝加热盘、聚焦环、晶舟）、电子封装高导热陶瓷基板、新能源汽车用陶瓷轴承等高性能陶瓷产品的快速增长，进一步推动了多种烧结技术（如反应烧结、气压烧结、热压烧结、热等静压烧结、振荡压力烧结）的快速发展与应用空间。广东风华高新科技股份有限公司总工程师付振晓则在新能源汽车“新四化”(电动化、网联化、智能化、共享化)发展过程中，感受到了汽车新四化带来的先进陶瓷电子元器件数量的大幅增长，新能源汽车成为MLCC的重要增长引擎，风华高新的车规级MLCC也在合作中取得诸多进展。据统计，我国从事先进陶瓷研究的单位有300多家，以中材高新材料股份有限公司、中国科学院上海硅酸盐研究所、清华大学等为代表的单位在新体系研究设计、产业化转化方面对我国先进陶瓷发展发挥了重要推动作用。但业内人士认为，当今先进陶瓷材料的发展不再局限于传统技术，更多的是与现代信息、自动化技术、不同材料的结合而形成新的技术科学（计算材料科学、功能-结构一体化等），中国先进陶瓷产业从粉体到关键工艺再到电子元器件及下游应用，不管是材料、技术创新，还是行业融合，都面临着新时代背景下的诸多挑战。2025年3月10-12日，第十七届先进陶瓷展览精彩继续！展台预订已经开始啦！
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国际新材料展（MATERIALS.CN）是由有材®联合寻材问料®主办，为全球新材料产业搭建的集展览展示、行业交流和采购洽谈于一体的综合服务平台。本届展会将分为CMF（COLOR MATERIAL FINISH）、先进功能材料、可持续材料、科技成果、仪器设备、原材料、创新材料馆、VIP展团等主题展区。国际新材料展（MATERIALS.CN）致力于打造全球领先的新材料行业展览会，秉承“材料让生活更美好”的愿景，积极推动赋能新材料产业创新发展。2024国际新材料展定于2024年6月19-21日在深圳国际会展中心举办。
