機遇與挑戰(zhàn)：

• 電路保護器件需求的增長，與電子產(chǎn)品集成度提高，對瞬變的敏感度越高相關
• 人們預計2011年和2012年將是過壓保護器件快速發(fā)展的好時期
• 基于聚合物的可恢復型PTC熱敏電阻是市場的焦點

市場數(shù)據(jù)：

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

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

自2009年7月全球經(jīng)濟復蘇以來，電路保護器件等特殊元件的需求持續(xù)增長；進入2010年4月后，市場將會出現(xiàn)“過熱”局面。對電路保護器件需求的增長，除了經(jīng)濟復蘇的微量影響外，就是越來越多功能模塊集成在智能手機、電腦和電視機中，半導體器件越來越小，其外的氧化膜越來越薄，對瞬變的敏感度越來越高，器件越來越容易受到損壞。同時，各國政府相繼調(diào)整電子產(chǎn)品電路保護相關的法律法規(guī)，對保護器件需求的增長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認證，此外，不同的國家和地區(qū)在這三大認證的基礎上可能還有額外的規(guī)定。

過壓保護器件

過壓保護一般都使用硅、混合金屬氧化物、惰性氣體、厚膜貴金屬或聚合物技術。過壓保護器件中，齊納二極管以可控硅技術為核心；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，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。當電路或芯片突然被施以大量額外的電壓時，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，起到靜電放電保護的作用。

根據(jù)Paumanok Publications, Inc公司統(tǒng)計，2003年到2008年（經(jīng)濟危機之前）片式壓敏電阻大部分被用于手機ESD保護。隨著智能手機受到市場青睞，功能不斷增加，每部手機上壓敏電阻的數(shù)目也不斷增多。人們預計2011年和2012年將是過壓保護器件快速發(fā)展的好時期，因為面臨電信基礎設施的又一輪建設，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，這項需求將再次引爆市場。

過流保護器件

相對于過壓保護器件來說，過流保護器件市場總額更大，但是量不夠大。這是因為它平均單價更高。過流保護的原理與過壓保護相似，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。過流保護器件包括：用玻璃或陶瓷包覆可熔斷金屬絲制成的傳統(tǒng)的電路保險絲，；由鈦酸鋇或聚合物（可恢復型）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，電子設備中常使用多層獨石表面貼裝保險絲；現(xiàn)在，這一位置由可恢復的PTC熱敏電阻替換了。基于聚合物的可恢復型PTC熱敏電阻是市場的焦點。當然，值得一提的是，2010年3月份全球NTC熱敏電阻的市場數(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（尤其是中國市場）。金融危機時期，NTC熱敏電阻在汽車電子市場下跌了45%，現(xiàn)在正快速的恢復成長起來。

電路保護技術

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

硅技術:
使用硅技術為核心的電路保護產(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方案，平均單價大約為0.01美元。低廉的價格吸引了眾多客戶，齊納二極管被廣泛應用在與音頻和視頻相關的電子產(chǎn)品上。不過在相關的文獻中，從來就沒有明確說明使用齊納二極管就能夠幫助電子設備和組件制造商們通過相關的安全認證，但是它們還是常常以成對或者串聯(lián)的方式出現(xiàn)在保護電路中。

硅雪崩二極管，和其他高級硅器件一樣, 被大量使用于ESD防護以符合歐盟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，這類保護元件是這些硅材料元件最大的競爭對手。近十年來，表面貼裝式的積層式壓敏電阻平均價格已降到0.03美元，相對于硅器件有成本與數(shù)量的絕對優(yōu)勢。

晶閘管由硅技術進化而來，是目前最先進的電路保護產(chǎn)品。晶閘管制程相當復雜，主要用于電信基礎設施的Telcordia認證。晶閘管元件平均價格大概為0.25美元，在中央機房設施部分，氣體放電管是它們主要的競爭對手；而在電源相關設施方面，則是硅雪崩二極管與之抗衡。

金屬氧化物技術

使用了混合金屬氧化物技術的電路保護器件有過壓保護的金屬氧化物壓敏電阻和過流保護的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。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防護以符合IEC 61000的安規(guī)標準，后者相對能承受更大的浪涌壓力；前者主要用于無線傳輸設備和汽車電子組件中，后者主要用于照明鎮(zhèn)流器和浪涌保護和鎮(zhèn)流模組；而前者平均單價大約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體材料的混合金屬氧化物技術，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)電子設備中，如溫度感應和補償設備。

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熱敏電阻主要應用在終端線卡和汽車電子，還有單相電機、熱敏打印頭、電源、CRT顯示器消磁和照明鎮(zhèn)流方面。陶瓷PTC熱敏電阻的主要競爭對手是聚合物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，因為它的原料產(chǎn)地就在附近。

聚合物保護
PTC熱敏電阻使用了高分子聚合物技術，在無線通訊領域其競爭對手為鈦酸鹽陶瓷。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，高分子熱敏電阻也是目前最先進的過壓保護器件，在ESD保護領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。由于其可恢復的特質(zhì)，高分子PTC熱敏電阻的市場前景十分被看好。相信在2010年，這種新的片式高分子ESD保護器件將在市場上占據(jù)一席之地。

氣體/陶瓷
氣體放電管主要用于通訊和電力設備，如中央機房中的大型拔插模組、住宅及商務入口設備的站級防護。不過氣體放電管正在慢慢被固體晶閘管取代而失去市場，尤其是在北美的中央機房防護應用中（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)卡提供二級保護。實際上，當初設計浪涌電阻排是為了符合Telcordia (舊稱GR-1089) 安規(guī)標準。厚膜浪涌電阻排的平均單價為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。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，如在逆變設備的變速驅(qū)動、傳送帶系統(tǒng)、機車引擎、風力發(fā)發(fā)電和其他相關工業(yè)設施中IGBT和GTO的保護。功率薄膜緩沖電容平均單價大約為1美元。

2011年市場增長熱點

2011年，市場預測預測表明：表面貼裝式壓敏電阻將在手機和汽車電子市場持續(xù)成長；聚合物PTC熱敏電阻在傳統(tǒng)過流保護如筆記本電腦和上網(wǎng)本的USB防護和電池的二次防護方面得到發(fā)展；NTC熱敏電阻的市場重心將偏向汽車和大型家庭用空調(diào)系統(tǒng)（其價值在于組件的生產(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)絡視頻傳輸應用中具有重要地位，因為低感值的元件不會對網(wǎng)絡造成雜訊干擾。

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