熱敏電阻應(yīng)用正當(dāng)時(shí)！行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)向高端應(yīng)用轉(zhuǎn)移，材料與工藝積累核心競(jìng)爭(zhēng)力

電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/李寧遠(yuǎn)）在電阻元件類別里，熱敏電阻這一類產(chǎn)品一直都有著較多的應(yīng)用。熱敏電阻在溫度傳感中已經(jīng)被應(yīng)用了很多年，成本不高，加工不繁瑣，在響應(yīng)速度與精度上又有優(yōu)勢(shì)，很受歡迎。其實(shí)不僅在溫度傳感器中，在其他各類電子產(chǎn)品應(yīng)用中熱敏電阻也很常見(jiàn)，同時(shí)還能提供電路保護(hù)功能。

隨著各行各業(yè)向智能化網(wǎng)聯(lián)化發(fā)展，現(xiàn)在各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域?qū)囟葴y(cè)量的精度、可靠性和智能化水平要求越來(lái)越高，相對(duì)已經(jīng)較為成熟的熱敏電阻也在工藝技術(shù)水平和材料的突破之下不斷進(jìn)化，不斷探索新的應(yīng)用場(chǎng)景，市場(chǎng)穩(wěn)步發(fā)展。

溫度敏感元件NTC與PTC的不同應(yīng)用方向

熱敏電阻作為離散的雙端固態(tài)器件，根據(jù)隨著溫度變化阻值變化的不同進(jìn)行分類有兩種類別，分別是電阻值隨溫度的升高而減小的負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻NTC和電阻值隨溫度的升高而增大的正溫度系數(shù)熱敏電阻PTC。

先說(shuō)NTC，這應(yīng)該是應(yīng)用范圍最廣的眾所周知的半導(dǎo)體溫度傳感元件，不僅在溫度傳感器中，在其他各類電子產(chǎn)品應(yīng)用中也十分常見(jiàn)，如可復(fù)式保險(xiǎn)絲及自動(dòng)調(diào)節(jié)的加熱器等等。當(dāng)然它也可以進(jìn)行電路保護(hù)。

NTC能得到廣泛應(yīng)用當(dāng)然和其高靈敏度、高精度有著莫大關(guān)系，NTC熱敏電阻的電阻溫度系數(shù)是每1℃降低3%至5%，即使在很小的溫度變化里也能表現(xiàn)出很大的電阻變化。這些特性讓NTC在合適的溫度范圍內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)高精度靈敏地檢測(cè)微小溫差。

除此之外，NTC小巧輕便、易加工、成本不高的特性也大大拓展了它的應(yīng)用范圍。最常見(jiàn)的低成本溫度檢測(cè)方案，就是在NTC熱敏電阻與電源正極之間串聯(lián)一個(gè)和NTC常溫電阻值一樣的上拉電阻。成本不高，設(shè)計(jì)方便可以加工成各種形狀，而且精度足夠，很受青睞。

這樣的易用性也讓其在電子系統(tǒng)中大規(guī)模被應(yīng)用，成為溫度檢測(cè)的經(jīng)典方案。不過(guò)NTC本身是非線性電阻，因此在測(cè)溫之前一定要做線性處理，并保證它在合適的溫度范圍內(nèi)工作，否則測(cè)量結(jié)果會(huì)很容易出現(xiàn)偏差。

而線性PTC熱敏電阻則以高線性度、高精度、高穩(wěn)定性著稱，是復(fù)雜應(yīng)用大型設(shè)備中溫度檢測(cè)的重要器件。但不是所有PTC都是高度線性的，非線性的PTC此前應(yīng)用的更多，一般是用作過(guò)流、過(guò)熱保護(hù)的重要器件，不應(yīng)用于溫度檢測(cè)。非線性的PTC一直在電路保護(hù)領(lǐng)域有著重要地位。

不同于非線性PTC，溫度檢測(cè)用的PTC線性度極高，一致性強(qiáng)和電阻容差相比NTC都更加出色，且不會(huì)因?yàn)樯嵊绊懙较到y(tǒng)功耗。因此其成本也更高，應(yīng)用范圍也沒(méi)有NTC那么廣泛。此前多是用在電池，安防，醫(yī)療、科研、工業(yè)電機(jī)馬達(dá)、航天航空等復(fù)雜設(shè)備溫度控制相關(guān)的領(lǐng)域。隨著技術(shù)的發(fā)展成本下探，線性PTC也正在適配更多應(yīng)用。

穩(wěn)步發(fā)展的熱敏電阻市場(chǎng)，汽車(chē)應(yīng)用增速明顯

熱敏電阻的易用性和泛用性都很優(yōu)秀，長(zhǎng)期以來(lái)其市場(chǎng)規(guī)模都保持著穩(wěn)定的增長(zhǎng)。根據(jù)QYResearch的報(bào)告數(shù)據(jù)，2022年全球NTC熱敏電阻市場(chǎng)銷售額達(dá)到了6.2億美元，預(yù)計(jì)2029年將達(dá)到7.6億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率為2.8%。

PTC熱敏電阻領(lǐng)域，根據(jù)貝哲斯市場(chǎng)研究報(bào)告2022年全球PTC熱敏電阻市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到21.34億元，預(yù)計(jì)到2028年全球PTC熱敏電阻市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到34.56億元，年復(fù)合增長(zhǎng)率預(yù)估為8.33%。

NTC領(lǐng)域，興勤電子、TE、Shibaura、TDK、Semitec、Mitsubishi、Vishay、時(shí)恒電子、AVX、Murata和Panasonic。PTC領(lǐng)域TE、Bourns、TDK、VISHAY、村田、Littelfuse、興勤電子等廠商市占較高。

從目前的產(chǎn)品市場(chǎng)應(yīng)用占比來(lái)看，雖然消費(fèi)電子仍舊是占比最高的市場(chǎng)，但不論是NTC還是PTC，汽車(chē)應(yīng)用的增速都非?？捎^。熱敏電阻既能用于汽車(chē)內(nèi)部的溫度檢測(cè)與調(diào)節(jié)，還能為加熱器、馬達(dá)、變壓器、大功率晶體管等車(chē)內(nèi)電器加熱和過(guò)熱提供保護(hù)。

隨著電動(dòng)汽車(chē)銷量持續(xù)增長(zhǎng)，用于其中的熱敏電阻增速明顯。根據(jù)博研信息咨詢統(tǒng)計(jì)，2021年熱敏電阻在汽車(chē)領(lǐng)域的市場(chǎng)規(guī)模已經(jīng)達(dá)到了1.8億美元，預(yù)計(jì)到2028年其市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到2.7億美元。

整體看來(lái)，熱敏電阻市場(chǎng)相對(duì)分散，產(chǎn)業(yè)成熟度已經(jīng)很高，競(jìng)爭(zhēng)也非常激烈。國(guó)內(nèi)又是熱敏電阻主要的市場(chǎng)，過(guò)去幾年中，熱敏電阻的國(guó)產(chǎn)化率提升得很快，風(fēng)華高科、時(shí)恒電子、華巨電子、維安電子、聚鼎科技、興勤電子、華工科技、安培龍、丹東國(guó)通等國(guó)內(nèi)企業(yè)逐步占領(lǐng)市場(chǎng)，目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)處于競(jìng)爭(zhēng)格局相對(duì)穩(wěn)定階段。

國(guó)內(nèi)外廠商熱敏電阻技術(shù)發(fā)展情況

熱敏電阻作為成熟度較高的產(chǎn)業(yè)，相關(guān)廠商目前都處于穩(wěn)步提升產(chǎn)品的可靠性，并在相關(guān)材料、工藝技術(shù)上持續(xù)尋求突破的發(fā)展階段下。電阻元器件這類產(chǎn)品迭代稱不上快速，更看重材料和工藝的積累。

如熱敏電阻領(lǐng)域一直排名市場(chǎng)頭部的TE，一直在NTC加工技術(shù)和材料配方上持續(xù)耕耘。以細(xì)分NTC熱敏電阻品類里最多的陶瓷NTC來(lái)說(shuō)，TE 投入了大量工程資源研發(fā)出了適用于最嚴(yán)苛應(yīng)用的具有高穩(wěn)定性的電陶瓷材料。利用當(dāng)今最為先進(jìn)的制造技術(shù)來(lái)壓實(shí)電陶瓷材料，目前致密度已經(jīng)可以達(dá)到近似100%的理論密度，因此其NTC產(chǎn)品也有著領(lǐng)先的物理性能和電氣性能。

國(guó)內(nèi)近期成功上市的安培龍?jiān)赑TC領(lǐng)域也是通過(guò)在制料、壓片、燒結(jié)及電極制備等環(huán)節(jié)進(jìn)行工藝技術(shù)優(yōu)化，使得產(chǎn)品具備耐高壓耐高流特性。摻雜工藝用于制備陶瓷基體，雙陶瓷疊加技術(shù)用于陶瓷成型，再通過(guò)后續(xù)工藝的優(yōu)化提升了PTC熱敏電阻的性能。NTC領(lǐng)域同樣在陶瓷基體制備配方、燒結(jié)環(huán)節(jié)上積累了核心技術(shù)。

興勤電子作為NTC和PTC同時(shí)發(fā)展的頭部廠商，近年來(lái)推出的新NTC熱敏電阻圍繞著高功率和小尺寸兩個(gè)特征不斷在做優(yōu)化，這也同樣基于興勤電子在電子陶瓷技術(shù)上的進(jìn)一步突破。針對(duì)汽車(chē)應(yīng)用，興勤電子則開(kāi)發(fā)了高功率PTC粉料及制作工藝、突破了高居里溫度210℃下的材料配方和特殊燒結(jié)過(guò)程工藝的技術(shù)瓶頸、優(yōu)化突破了500Vdc高壓功率衰減技術(shù)，達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先國(guó)際先進(jìn)水平。

時(shí)恒電子今年成功研制了遠(yuǎn)高于目前市場(chǎng)水平的大功率電阻能量沖擊設(shè)備，這意味著設(shè)計(jì)和制造更高能量和介電等級(jí)的超大功率NTC熱敏電阻成為可能，未來(lái)在NTC熱敏電阻領(lǐng)域競(jìng)爭(zhēng)力會(huì)更強(qiáng)。

從行業(yè)整體發(fā)展來(lái)說(shuō)國(guó)外廠商起步早，在相關(guān)材料、工藝技術(shù)積累上的先發(fā)優(yōu)勢(shì)還是存在的。國(guó)內(nèi)追趕的步伐非?？?，正在快速形成競(jìng)爭(zhēng)力。熱敏電阻高端應(yīng)用里國(guó)內(nèi)已經(jīng)有可以和國(guó)外廠商競(jìng)爭(zhēng)的廠商和產(chǎn)品，競(jìng)爭(zhēng)力足夠，在中低端應(yīng)用領(lǐng)域，國(guó)產(chǎn)元件已經(jīng)可以覆蓋，國(guó)產(chǎn)化率正在迅速提升，國(guó)內(nèi)廠商逐步在占領(lǐng)市場(chǎng)。

寫(xiě)在最后

從發(fā)展的風(fēng)向來(lái)說(shuō)，熱敏電阻在精度、靈敏度上進(jìn)一步增加是必須的。下游市場(chǎng)對(duì)熱敏電阻的選擇也讓NTC和PTC共同盡可能往小型化去做，封裝的多樣化也是其中重要一環(huán)。同時(shí)隨著移動(dòng)設(shè)備、汽車(chē)等應(yīng)用功能的增加功率的上升，這些需求拓展也讓耐高壓耐高流熱敏電阻產(chǎn)品的需求不斷增加。

此外，很重要的一點(diǎn)是隨著各領(lǐng)域應(yīng)用向智能化發(fā)展，熱敏電阻與數(shù)字處理芯片呈集成化趨勢(shì)愈發(fā)明顯，這有利于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的智能化，也是日后重要的發(fā)展方向。