機(jī)遇與挑戰(zhàn)：

• 電路保護(hù)器件需求的增長(zhǎng)，與電子產(chǎn)品集成度提高，對(duì)瞬變的敏感度越高相關(guān)
• 人們預(yù)計(jì)2011年和2012年將是過壓保護(hù)器件快速發(fā)展的好時(shí)期
• 基于聚合物的可恢復(fù)型PTC熱敏電阻是市場(chǎng)的焦點(diǎn)

市場(chǎng)數(shù)據(jù)：

• 電路保護(hù)元件擁有50億美元的市場(chǎng)
• 過壓保護(hù)器件（占48%）,過流保護(hù)器件（占52%）

電路保護(hù)元件擁有50億美元的市場(chǎng)，其中可分為兩大部分-過壓保護(hù)器件（占48%）和過流保護(hù)器件（占52%）。這些器件在電路板中起保護(hù)作用。當(dāng)電路中出現(xiàn)過壓或者過流時(shí)，它們通過斷開或箝位動(dòng)作抑制電壓或電流突變，用來保護(hù)昂貴的半導(dǎo)體器件免受破壞，尤其是當(dāng)快速放電、靜電放電和負(fù)載突降或突變時(shí)，通過雙絞線和同軸電纜傳輸過來的浪涌沖擊。因此，電路保護(hù)器件是電路能量相關(guān)的解決方案。

自2009年7月全球經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇以來，電路保護(hù)器件等特殊元件的需求持續(xù)增長(zhǎng)；進(jìn)入2010年4月后，市場(chǎng)將會(huì)出現(xiàn)“過熱”局面。對(duì)電路保護(hù)器件需求的增長(zhǎng)，除了經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇的微量影響外，就是越來越多功能模塊集成在智能手機(jī)、電腦和電視機(jī)中，半導(dǎo)體器件越來越小，其外的氧化膜越來越薄，對(duì)瞬變的敏感度越來越高，器件越來越容易受到損壞。同時(shí)，各國(guó)政府相繼調(diào)整電子產(chǎn)品電路保護(hù)相關(guān)的法律法規(guī)，對(duì)保護(hù)器件需求的增長(zhǎng)起到了推波助瀾的作用。目前，所有含電源和通訊類裝置的產(chǎn)品必須通過UL、IEC和Telcordia認(rèn)證，此外，不同的國(guó)家和地區(qū)在這三大認(rèn)證的基礎(chǔ)上可能還有額外的規(guī)定。

過壓保護(hù)器件

過壓保護(hù)一般都使用硅、混合金屬氧化物、惰性氣體、厚膜貴金屬或聚合物技術(shù)。過壓保護(hù)器件中，齊納二極管以可控硅技術(shù)為核心；壓敏電阻使用以氧化鋅為主的金屬氧化物；NTC熱敏電阻上也用了類似的技術(shù)，只是原材料有所不同；氣體放電管用的是各種惰性氣體如氬氣；浪涌電阻排常用覆銀氧化鋁基板；而高分子聚合物技術(shù)也常以金屬聚乙烯和金屬聚酯的形式用于緩沖型片式電容。當(dāng)電路或芯片突然被施以大量額外的電壓時(shí)，高分子材料迅速改變分子排列，生成一種新的物質(zhì)，從而吸收能量，起到靜電放電保護(hù)的作用。

根據(jù)Paumanok Publications, Inc公司統(tǒng)計(jì)，2003年到2008年（經(jīng)濟(jì)危機(jī)之前）片式壓敏電阻大部分被用于手機(jī)ESD保護(hù)。隨著智能手機(jī)受到市場(chǎng)青睞，功能不斷增加，每部手機(jī)上壓敏電阻的數(shù)目也不斷增多。人們預(yù)計(jì)2011年和2012年將是過壓保護(hù)器件快速發(fā)展的好時(shí)期，因?yàn)槊媾R電信基礎(chǔ)設(shè)施的又一輪建設(shè)，二次線卡中聲音和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、基站和調(diào)制解調(diào)器的保護(hù)方面需要消耗大量晶閘管、氣體管、浪涌電阻排和雪崩二極管，這項(xiàng)需求將再次引爆市場(chǎng)。

過流保護(hù)器件

相對(duì)于過壓保護(hù)器件來說，過流保護(hù)器件市場(chǎng)總額更大，但是量不夠大。這是因?yàn)樗骄鶈蝺r(jià)更高。過流保護(hù)的原理與過壓保護(hù)相似，都是基于可熔金屬材料、陶瓷、混合金屬氧化物和聚合物技術(shù)。過流保護(hù)器件包括：用玻璃或陶瓷包覆可熔斷金屬絲制成的傳統(tǒng)的電路保險(xiǎn)絲，；由鈦酸鋇或聚合物（可恢復(fù)型）制成的PTC熱敏電阻；由金屬氧化物混合組成的NTC熱敏電阻。過去，電子設(shè)備中常使用多層獨(dú)石表面貼裝保險(xiǎn)絲；現(xiàn)在，這一位置由可恢復(fù)的PTC熱敏電阻替換了。基于聚合物的可恢復(fù)型PTC熱敏電阻是市場(chǎng)的焦點(diǎn)。當(dāng)然，值得一提的是，2010年3月份全球NTC熱敏電阻的市場(chǎng)數(shù)據(jù)也很可觀，它們被大量用于汽車電子組件的空調(diào)系統(tǒng)和流體感應(yīng)（尤其是中國(guó)市場(chǎng)）。金融危機(jī)時(shí)期，NTC熱敏電阻在汽車電子市場(chǎng)下跌了45%，現(xiàn)在正快速的恢復(fù)成長(zhǎng)起來。

電路保護(hù)技術(shù)

熔斷技術(shù)：
2010年，電子保險(xiǎn)絲在計(jì)算機(jī)、通訊、汽車電子和工業(yè)設(shè)備方面的市場(chǎng)最為巨大。電子保險(xiǎn)絲有軸向、徑向引腳式和表面貼裝式設(shè)計(jì)，是用玻璃或陶瓷封裝可熔性金屬制成，專門用于保護(hù)敏感器件，免受過流危險(xiǎn)。

硅技術(shù):
使用硅技術(shù)為核心的電路保護(hù)產(chǎn)品主要有三大類，齊納二極管、硅雪崩二極管和晶閘管。齊納二極管是目前市面上最便宜的電路保護(hù)方案，平均單價(jià)大約為0.01美元。低廉的價(jià)格吸引了眾多客戶，齊納二極管被廣泛應(yīng)用在與音頻和視頻相關(guān)的電子產(chǎn)品上。不過在相關(guān)的文獻(xiàn)中，從來就沒有明確說明使用齊納二極管就能夠幫助電子設(shè)備和組件制造商們通過相關(guān)的安全認(rèn)證，但是它們還是常常以成對(duì)或者串聯(lián)的方式出現(xiàn)在保護(hù)電路中。

硅雪崩二極管，和其他高級(jí)硅器件一樣, 被大量使用于ESD防護(hù)以符合歐盟IE 61000 4-2的安規(guī)規(guī)范。然而目前市面上大多使用的是積層式壓敏電阻，這類保護(hù)元件是這些硅材料元件最大的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。近十年來，表面貼裝式的積層式壓敏電阻平均價(jià)格已降到0.03美元，相對(duì)于硅器件有成本與數(shù)量的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。

晶閘管由硅技術(shù)進(jìn)化而來，是目前最先進(jìn)的電路保護(hù)產(chǎn)品。晶閘管制程相當(dāng)復(fù)雜，主要用于電信基礎(chǔ)設(shè)施的Telcordia認(rèn)證。晶閘管元件平均價(jià)格大概為0.25美元，在中央機(jī)房設(shè)施部分，氣體放電管是它們主要的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手；而在電源相關(guān)設(shè)施方面，則是硅雪崩二極管與之抗衡。

金屬氧化物技術(shù)

使用了混合金屬氧化物技術(shù)的電路保護(hù)器件有過壓保護(hù)的金屬氧化物壓敏電阻和過流保護(hù)的NTC熱敏電阻。壓敏電阻有積層表面貼裝式和圓片型插腳式兩種封裝形式，都是基于氧化鋅技術(shù)。二者比較來說，前者用100%鉑或者鈀銀合金為電極材料，被用于ESD防護(hù)以符合IEC 61000的安規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，后者相對(duì)能承受更大的浪涌壓力；前者主要用于無線傳輸設(shè)備和汽車電子組件中，后者主要用于照明鎮(zhèn)流器和浪涌保護(hù)和鎮(zhèn)流模組；而前者平均單價(jià)大約0.03美元，后者更貴一些，大約是0.07美元。

NTC熱敏電阻也使用了基于多晶半導(dǎo)體材料的混合金屬氧化物技術(shù)，即鉻、錳、鐵、鈷和鎳的混合物。NTC熱敏電阻用于汽車電子、家電、充電器、醫(yī)療電子和通用工業(yè)電子設(shè)備中，如溫度感應(yīng)和補(bǔ)償設(shè)備。

鈦酸鹽陶瓷
鈦酸鹽陶瓷常用于陶瓷電容中，也是陶瓷PTC熱敏電阻的材料。PTC熱敏電阻主要應(yīng)用在終端線卡和汽車電子，還有單相電機(jī)、熱敏打印頭、電源、CRT顯示器消磁和照明鎮(zhèn)流方面。陶瓷PTC熱敏電阻的主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手是聚合物PTC熱敏電阻，后者在美洲和亞洲較常用，而前者則在歐洲很有市場(chǎng)，因?yàn)樗脑袭a(chǎn)地就在附近。

聚合物保護(hù)
PTC熱敏電阻使用了高分子聚合物技術(shù)，在無線通訊領(lǐng)域其競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手為鈦酸鹽陶瓷。代表產(chǎn)品有瑞侃公司的PPTC產(chǎn)品。根據(jù)其專利描述，該產(chǎn)品是基于聚合物熱膨脹的概念。同時(shí)，高分子熱敏電阻也是目前最先進(jìn)的過壓保護(hù)器件，在ESD保護(hù)領(lǐng)域有望取代積層壓敏電阻和硅雪崩電阻。高分子PTC熱敏電阻的封裝形式有表面貼裝式、軸向和徑向連接帶式。由于其可恢復(fù)的特質(zhì)，高分子PTC熱敏電阻的市場(chǎng)前景十分被看好。相信在2010年，這種新的片式高分子ESD保護(hù)器件將在市場(chǎng)上占據(jù)一席之地。

氣體/陶瓷
氣體放電管主要用于通訊和電力設(shè)備，如中央機(jī)房中的大型拔插模組、住宅及商務(wù)入口設(shè)備的站級(jí)防護(hù)。不過氣體放電管正在慢慢被固體晶閘管取代而失去市場(chǎng)，尤其是在北美的中央機(jī)房防護(hù)應(yīng)用中（在歐洲和亞洲仍然很通用）。

厚膜陶瓷
將鈀+銀厚膜金屬化后作為導(dǎo)電材料，附在氧化鋁基板上，再加工就制成了浪涌電阻排。浪涌電阻排常用于無線通訊和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的終端線卡，為敏感的網(wǎng)卡提供二級(jí)保護(hù)。實(shí)際上，當(dāng)初設(shè)計(jì)浪涌電阻排是為了符合Telcordia (舊稱GR-1089) 安規(guī)標(biāo)準(zhǔn)。厚膜浪涌電阻排的平均單價(jià)為1美元。

塑料薄膜
功率薄膜電容由金屬化聚乙烯或聚酯薄膜組成，也以緩沖電容的形式用于過壓保護(hù)。金屬化薄膜電容作為緩沖電容主要用于功率二極管的保護(hù)，如在逆變?cè)O(shè)備的變速驅(qū)動(dòng)、傳送帶系統(tǒng)、機(jī)車引擎、風(fēng)力發(fā)發(fā)電和其他相關(guān)工業(yè)設(shè)施中IGBT和GTO的保護(hù)。功率薄膜緩沖電容平均單價(jià)大約為1美元。

2011年市場(chǎng)增長(zhǎng)熱點(diǎn)

2011年，市場(chǎng)預(yù)測(cè)預(yù)測(cè)表明：表面貼裝式壓敏電阻將在手機(jī)和汽車電子市場(chǎng)持續(xù)成長(zhǎng)；聚合物PTC熱敏電阻在傳統(tǒng)過流保護(hù)如筆記本電腦和上網(wǎng)本的USB防護(hù)和電池的二次防護(hù)方面得到發(fā)展；NTC熱敏電阻的市場(chǎng)重心將偏向汽車和大型家庭用空調(diào)系統(tǒng)（其價(jià)值在于組件的生產(chǎn)，而不是熱敏電阻本身）；氣體放電管由于其低感值的特性，使其在網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸應(yīng)用中具有重要地位，因?yàn)榈透兄档脑粫?huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)造成雜訊干擾。

Dennis M. Zogbi
President & CHB
Paumanok Publications, Inc.