无源电子元件

无源电子元件

在新型电子产品中，集成电路和无源元件占全部电子元器件及零部件的生产总成本的46.1%和9.1%，而在总安装成本中却分别占12.7%和55.1%，甚至某些片式元件的管理和安装成本已经超过其价格。不难看出，无源电子元件已经成为制约整机进一步向小型化、集成化发展的瓶颈。

随着各种新概念、新理论、新材料、新技术被用于无源元件领域，无源元件已经成为一个创新十分活跃的技术领域。

近半个世纪以来，信息技术的高速发展改变着人类文明的进程，这在很大程度上得益于半导体器件集成技术的不断创新。这一现象被描述为著名的摩尔定律，即半导体集成电路的集成度每18个月翻一番。相比之下，半导体器件以外的为数众多的电子元件，我们统称为无源元件的发展则相对缓慢，构成了电子技术发展的一个瓶颈。

电磁介质是无源电子元件的基础和核心部分，无源元件的重大发展很大程度上得益于介质材料的改进和提高。然而，经过近一个世纪的探索，常规介质材料的可改进空间已经越来越小。“超常介质”(metamaterials，又称“超材料”)指的是一大类具有人工设计结构和超常物理性质的材料系统。近年来，光子(电磁波)带隙理论、左手介质理论等的提出为设计这类新型材料系统提供了理论依据。超常介质可望为无源元件和无源集成的发展提供一个突破口，具有超常物理性质的介质有可能成为新一代电子元件的基础。一些基于超常介质的新型无源元件，如超小型化的滤波器、微型天线、无绕线电感等相继被提出。通过人工设计的结构可望使用较少的(1-2种)材料实现通常需要多种材料才能实现的多种元件功能，这将有利于克服无源集成所面临的材料兼容障碍。同时，以无源元件为结构单元的网络也是目前实现各种超常物理特性设计的基础。

从产量上看，我国的多种无源元件产品，如电容器、电阻器、磁性元件等在世界上均名列前茅。但从销售额来看，这些产品都不占世界首位，这说明高档产品还有一定差距。如何将我国从电子元件大国变为电子元件强国，一直是我国政府、产业界和科技工作者长期探索、努力解决的一个问题。