厚膜片电阻器是世界上生产单位数量最多的器件之一。它被设计成满足每部手机、电脑和汽车的数百个电阻函数和方程的要求。Paumanok Inc .的Dennis M. Zogbi在《TTI市场观察》发表的一篇文章中解释了其基本的细分市场和市场趋势。
在过去的50年里，全球厚膜电阻行业已经整合到少数厂商，从亚洲到全球的供应链非常狭窄。
无源电子元件供应链
了解无源电子元件的供应链对于清楚了解全球元件市场的子集非常重要。读者一定知道，供应链始于地下采矿材料，止于回收箱。
为什么我们需要厚隔膜电阻器
厚膜片电阻在电子器件中无处不在，因为实现电子电路需要电阻。
电子电路中需要厚隔膜电阻器的原因是为了阻断电流并在电路中产生压降。交流和直流都受到电路中电阻的阻碍；然而，DC电路需要大量的厚膜片电阻。
电路的电阻以欧姆为单位测量——当电流为1安培时，产生1伏电压降所需的电阻量。随后，厚隔膜电阻器具有许多欧姆值，这些欧姆值与每个衬底的电阻元件的物理尺寸或可用表面积成比例。
在氧化铝衬底上使用氧化钌浆料组成的厚膜片电阻是设计工程师实现所需电阻的首选。厚膜片电阻消耗的总单位体积占任何给定印刷电路板上所有元件体积的40%。
厚膜芯片是如何制造的
厚隔膜电阻器通常至少有一个沉积电阻元件。电阻元件通常基于氧化钌厚膜浆料，其使用丝网印刷技术沉积在96%氧化铝陶瓷基板上。
厚膜电阻元件具有恒定的厚度，其几何形状由小方块组成。电阻元件的宽度和厚度有助于确定厚膜片电阻的额定功率，块数决定了成品元件的总电阻。
超小电阻技术的挑战是在电阻上创建尽可能多的方块。在过去的40年里，随着每一代元器件以紧凑的尺寸将电阻技术提升到一个新的水平，这种超小型电阻的趋势引领了整个行业。2021年，市场上最小的产品小于01005芯片外壳尺寸(EIA- size以英寸为单位)。
厚块和宽块会影响芯片承载更多电流和处理更多功率的能力，但块的数量和每个元件的后续电阻会减少，这对设计工程师在超小尺寸中最大化电阻提出了挑战。
因为进入市场的技术壁垒相对有限，竞争优势是有大规模的规模经济来生产厚膜芯片。另一种增值方式是创造芯片多样性。由于厚膜电阻在结构和设计上的巨大差异，确定了以下产品类别。
通用厚膜片电阻器
用于电压降低和电流控制，从超小型外壳尺寸01005 (EIA)到大型外壳尺寸2512 (EIA)，工作温度范围从-55到155，标称值从0欧姆到20毫欧，额定功率从0.01瓦到2W。
超微型01005、009005和0075外壳尺寸Ru02厚膜、96%氧化铝和更小的趋势——这些厚隔膜电阻器被认为是最先进的，因为它们的物理尺寸小于0201。其他人无法竞争，因为技术太有挑战性。本产品由氧化钌电阻材料制成，丝网印刷在陶瓷氧化铝基板上，由可焊接的金属端盖端接。
该产品支持便携式技术，主要用于模块，用于手机、手表等紧凑型电子产品。KOA、ROHM、Yageo、Vishay和Bourns都有01005，以满足MLCC姊妹部件作为原型的需求。ROHM和Yageo都将其提升到了一个新的高度，包括009005英寸ROHM(Rasmid)和Yageo 0075英寸。
厚隔膜电阻(0201外壳尺寸Ru02厚膜，含96%氧化铝，趋势更小)本产品物理尺寸为0.02 x 0.01英寸，非常小，不大于一粒盐。本产品由氧化钌电阻材料制成，丝网印刷在陶瓷氧化铝基板上，由可焊接的金属端盖端接。
本产品支持便携技术，主要用于无线手机，支持模块化电路。它用于在所有电子产品中创建欧姆值。这是一个无处不在的产品线，已经在全球生产了数千亿件产品。
厚隔膜电阻器(96%氧化铝上的0402外壳尺寸ru02厚膜)该组件等级的物理尺寸为0.04 x 0.02英寸，非常小。本产品由氧化钌电阻材料制成，丝网印刷在陶瓷氧化铝基板上，由可焊接的金属端盖端接。
本产品支持便携技术，主要用于无线手机、电脑、电视。它用于在所有电子产品中创建欧姆值。这是一个无处不在的产品线，已经在全球生产了数千亿件产品。0402是世界上生产的最大的片式电阻器。
厚隔膜电阻器(0603外壳尺寸为96%氧化铝上的Ru02厚膜)该组件类别的物理尺寸为0.06 x 0.03英寸，非常小。本产品由氧化钌电阻材料制成，丝网印刷在陶瓷氧化铝基板上，由可焊接的金属端盖端接。该产品主要用于电脑、汽车和电视。它用于在所有电子产品中创建欧姆值。这是一个无处不在的产品线，已经在全球生产了数千亿件产品。
厚隔膜电阻器(96%氧化铝上的0805外壳尺寸ru02厚膜)这款“厚隔膜电阻器”TFCR的物理尺寸为0.08 x 0.05英寸，非常小。本产品由氧化钌电阻材料制成，丝网印刷在陶瓷氧化铝基板上，由可焊接的金属端盖端接。
该产品主要用于电脑、汽车和电视。它用于在所有电子产品中创建欧姆值。这是一个无处不在的产品线，已经在全球生产了数千亿件产品。
厚隔膜电阻器(96%氧化铝上的1206外壳尺寸Ru02厚膜)这款“厚隔膜电阻器”TFCR的物理尺寸为0.12 x 0.06英寸，非常小。本产品由氧化钌电阻材料制成，丝网印刷在陶瓷氧化铝基板上，由可焊接的金属端盖端接。
该产品主要用于电脑和汽车。它用于在所有电子产品中创建欧姆值。这是一个无处不在的产品线，已经在全球生产了数千亿件产品。
厚隔膜电阻器(1210-2512外壳尺寸Ru02厚膜，96%氧化铝)物理尺寸为0.12 x 0.10至0.25 x 0.12英寸，比其他组件大。本产品由氧化钌电阻材料制成，丝网印刷在陶瓷氧化铝基板上，由可焊接的金属端盖端接。
本产品主要用于工业电子产品。它用于在所有电子产品中创建欧姆值。这是一个无处不在的产品线，已经在全球生产了数百亿件产品。
厚隔膜电阻器超大尺寸3921和5931外壳尺寸ru02氧化铝上的厚膜)超大尺寸芯片尺寸——；这里唯一竞争的供应商是ROHM。该产品线适用于要求极高电流检测能力的高压应用。
用于电流检测的厚膜片电阻器
这些电阻感测电流，并将其转换为与流经电路的电流量成比例的电压。当电阻上有电压时，电流感应厚膜片电阻会产生压降。电流感测电阻通常小于1欧姆，以避免电源和电池管理电路的过度功耗。
高压厚隔膜电阻器
50伏以上供电及相关电路消耗高压厚膜片电阻，35 kV可采用特殊表贴设计。应用包括工业电机控制、医疗测试和扫描、实验室测试设备、电视发射机、焊接设备和雷达。此处使用的技术旨在使成品组件能够承受独特的高压电路电弧和雷击或电机开关引起的相关瞬变。环保型厚膜芯片
抗硫、符合RoHS且无卤素的厚隔膜电阻器旨在帮助开发一个环保的供应链。抗硫芯片采用特定的添加剂材料设计，使芯片能够在硫或高金属含量的条件下工作。橡胶轮胎靠近电子设备和工业催化剂运行的地方会消耗这些电阻。添加剂可以防止电阻器端子形成硫化银。
AECQ-200厚隔膜电阻器
符合AECQ200标准的厚膜片电阻产品本质上属于所有汽车终端市场，必须符合严格的温度和机械冲击要求。
精密厚膜片电阻器
“精密”厚膜片电阻是一种电阻值随温度变化很小的电阻。精密贴片电阻的欧姆值的变化可以小到/- 0.01%
大功率厚膜片电阻器
这些元件具有基板和材料设计，可以提高成品芯片的热处理性能，提供更好的散热。这些适用于高电流或要求大降额裕量的应用，如高温电子设备(即石油和天然气应用以及空间电子设备)。
高阻厚膜片电阻器
这些特殊电阻在要求高阻抗的电路中找到了市场，如测试测量设备和实验室电子设备；它们也用于分压器或增益设置器。电阻值可能高达100 GOhm。
厚隔膜电阻器：经济
厚膜片电阻代表了所谓的渲染经济。这被定义为一种产品经济，由于投资回报和盈利能力的障碍，其他制造商不愿意与之竞争。
对厚膜片电阻市场的详细分析表明，进入壁垒实际上是大规模经济(资本设备投资大)和竞争所需的非常薄的利润率。当然，变数是产品无处不在，被设计到每一块制造出来的印刷电路板上，而不考虑终端市场，这就让其他产品和服务进入市场。
厚隔膜电阻器的危险在于，它们依赖于特定的原材料，例如电阻器浆料中的钌(RuO2)。
厚隔膜电阻器有一个独特的方面，因为它们需要大规模的规模经济才能成功；因此，企业主必须能够想象1000亿片的单位产量，必须有远见地想象未来能够生产万亿片的工厂。
终端市场消费
销售这些组件的传统产品终端市场包括消费类音频和视频、电信、计算机和外围设备、汽车、工业和专业细分市场。
在每一个品类中，特定产品都脱颖而出，成为无源元件密集型产品，每单位消耗大量电容：电视机、无线手机、笔记本电脑和平板电脑、电源和汽车。
汽车市场可以进一步细分为引擎盖下应用和乘客舱应用，或化石燃料汽车电子产品或电池驱动的电动汽车。工业细分市场可进一步细分为电源、DC/DC转换器、可再生能源系统、电机、风扇和鼓风机、开关设备和配电盘应用、照明和其他线路电压设备。“专业市场”类别可细分为国防和航空航天、医疗电子、海底电缆、矿业电子、铁路电子、仪器仪表和控制设备、海事电子和油气服务电子。按世界地区计算，亚太地区占所有生产和消费零部件的70%至80%。中国和日本是厚膜片电阻的两大生产国和消费国，但韩国、新加坡、菲律宾、泰国、马来西亚和印度尼西亚也是制造需要厚膜片电阻才能工作的较大元件的主要国家。
美国和欧洲各占厚膜电阻元件的剩余消耗量；主要消费国为德国、美国、墨西哥、巴西、捷克、匈牙利、英国、法国和意大利。
厚膜片电阻器的市场前景
这个行业的技术趋势将是投资手机和模组业务中的超小外壳尺寸芯片，也就是那些外壳尺寸低于01005的芯片——并复兴电池高压应用的更大外壳尺寸芯片。
钌对这个行业风险很大，材料价格的波动对合同的生产成本和盈利能力有不利影响。
无论如何，全球支持如此多不同芯片外壳尺寸的取放设备的投资表明，在可预见的未来，对厚膜芯片的持续依赖是显而易见的。与疫情闲置和停产相关的供应链问题会对全球零部件供应链产生暂时的破坏性影响，但厚膜片电阻是成本结构呈现较大波动的领域之一。这种波动会引起人们对电影替代品等替代技术的更多兴趣。
但预计数量和价值的整体提升将成为厚膜芯片在其狭窄供应链中支撑新现实的常态。
总结和结论
厚膜片电阻是世界上生产的每一种电子电路都普遍存在的元件。
由于竞争要求的大规模经济和供应链的低盈利能力，这些电阻器的市场被认为是渲染经济。
与其他无源元件产品线相比，进入市场的技术壁垒并不大，仅限于材料和外壳尺寸的发展。
在大规模生产厚隔膜电阻器的情况下，在渲染经济中创造差异化的方法是通过产品多样性，包括外壳尺寸和性能特征以及环境能力。
厚隔膜电阻器是原材料密集型产品，重点在于使用
原材料价格上涨影响了厚膜片电阻的供应链，导致所有外壳尺寸的交货时间延长至2021年7月。
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