核心优势

创新材料学之：从存储器到CPU和系统LSI（SOC）

IC大体上分为四大类，分别是存储器，微处理器（cpu）,AS，IC以及系统LSI（soc)多媒体微处理器与内设DRAM微机等。

首先，存储器IC的功能是有存储记忆各种信息。其次，所谓CPU是指相当于计算机大脑中心演算处理器。微处理器又分为MPU（microprocessor unit）MCU（microcontroller unit）以及为处理器周边IC。MPU是在cpu部分仅装入一个LST芯片构成的。Mcutt Mpu 做得更加紧凑，多用于家电等产品。AS-IC(application specific integrated circuit）区别于cpu更多为订制的。分为用户定制型和特殊用途型。其中的用户定制型又分为全用户制型以及半用户定制型。半用户定制型分为门阵列型（GA）标准单元阵列型。而特殊用户定制型有数字式音频应用型、图像处理应用型以及其他应用。最后是系统LSI，其是指仅在一个芯片上同时装入多个前面所介绍的通用IC以及LSI，以实现多种不同系统功能。因此也可以称为SOC(system on chip)即单芯片系统。

创新材料学之：半导体集成电路的功能及按规模分类

矿石收音机时代就已使用的二极管，三级管，电阻，电容等分立元件至今仍在生产出售，使用。IC中更是大存在具有相同功能的元件。为与通常的分立元件相区别，称前者为“半导体元件”。

这些半导体元件，一般可分为两大类：第一大类为有源元件（又称为能动元件，主动元件，这两种称谓更科学）指在IC中具有使电信号放大，变换等积极功能的元件，例如三极管，二极管等；第二类为无源元件（又称为受动元件，被动元件，这两种称谓更科学）指在IC芯片中起受动作用的元件，例如电阻，电容等。

这些半导体元件在IC中成千上万，数量很多。为对集成电路有初步了解，应该从以下几个方面考虑：①功能方面：该集成电路有哪些功能，起什么作用；②性能方面：运行速度，工作电压，功耗各是多少；③集成度方面：IC中含有多少（数量级）半导体元件；④集成密度方面：半导体元件在芯片上挤得有多满，或说单位面积上装有多少半导体元件；⑤技术方面：为实现上述要求，采用了哪些技术。

从1958年集成电路发明算起，在50余年的时间里，IC在上述各个方面都有突飞猛进的发展。其更新换代的速度令人惊奇。仅从集成度方面看，在前30年就先后更换了四五代。在其后的近20年中，集成度继续按摩尔定律向前发展。截至2014年，一个芯片上的元件数甚至超过了IT。与集成度按几何级增加相比，表征栅长和线宽的特征尺寸更能直观地反映技术进步和工艺难度，因此现在一般按生产线的特征尺寸（设计基准）表征产业化水平。

信息功能陶瓷元器件

近年来，通信技术的的高速发展，大大推动了电子元器件向小型化，片式化和高频化方向发展进程，除传统的片式电容，片式电感和片式电阻等表面贴装元件外，微波陶瓷器件也正式片式化，微型化甚至集成化方向发展。

目前一种基于LTCC的微波器件表现出很好的发展趋势。除已实用化的低通，带通滤波器外，已开发包括IC滤波器，双工器，片式多层无线。收发开关功能模块藉合器，功分器等各种新型微波器件。手机射频前端滤波电路是射频微波滤波器主要是表面波（SAW)滤波器和双工器，但SAW器件的插损一般较大，不利于集成，且高频下功率处理能力差，因而其使用受到限制。基于LTCC的多层微波滤波器的出现给手机射频前端滤波的小型化和集成化带来新前景。大力开展微波介质陶瓷材料及新型微波器件。特别是片式微波滤波器及相关材料技术的系统研究，对于推动中国通信产业的发展具有主要意义。

材料学概论之：功能陶瓷细微波功能及传感器功能

微波是指频率为300MHZ-300GHZ的电磁波。是无线电波一个有限频带的简称。即波长在1m（不含1m）到1mm之间的电磁波。是分米波，厘米波，毫米波和亚毫米波的统称。微波频率比一般的无线电波频率高，通常也称为“超高频电磁波”。微波作为一种电磁波也具有波粒二象性。微波的基本性质通常呈现为穿透，反射，吸收三个特性。对于玻璃、塑料和瓷器，微波几乎是穿越而不被吸收。对于水和食物等就会吸收微波而使自身发热。而对金属类东西，则会反射微波。

微波介质陶瓷（MWDC）是指应用于微波频段电路工作为介质材料并完成一种或多种功能陶瓷，是近年来国内外对微波介质材料研究领域的一个热点方向。这主要是适应微波移动通信发展需求。微波介质陶瓷主要用于谐振器，滤波器，介质天线，介质导波回路等微波器件。可用于移动通讯，卫星通信和军用雷达等方面。随着科技技术日新月异的发展，通信信息量的迅猛增加。以及人们对无线通信的要求，使用卫星通讯和卫星直播电视等微波通信系统已成为当前通信技术发展的必然趋势。这就使得微波材料在民用方面的需求逐渐增多。

人们常将传感器的功能与人类五大感觉器官相比拟：①光敏传感器-视觉②声放传感器-听觉③气敏传感器-嗅觉④化学传感器-味觉⑤压敏，温敏，传感器，流体传感器-触觉。敏感元件的分类：物理类，基于力、热、光、电、瓷和声等物理效应；化学类基于化学反应的原理，生物类基于酶、抗体、和激素等分子识别功能。

通常据其基本感知的功能可分为热敏元件，气敏元件，力敏元件，磁敏元件，温敏元件，声敏元件，放射线敏感元件。色敏元件和味敏元件等十大类（还有人曾将敏感元件分46类）。这些传感器和敏感元件都可以由功能陶瓷制作。

创新材料学之： 何谓集成电路(IC)

集成电路的英文名称为integrated circuits.简称IC。

顾名思义，集成电路是集多个电路元件为一体，共同起各种电气（电子）功能的组合电路。

稍为年长者大都见过甚至亲手组装过矿石收音机。为能收到电台的广播，要把分立的三极管、电阻、电容、二极管等在印制线路板上，通过引线组成电路。

与此相对，现在最为普及的半导体集成电路是在一个硅单晶基片上做成多个具有三极管、电阻、电容等功能的元件，用铝布线连接在一起，所起到的作用可以与上述矿石收音机电路的作用相同，只是做成一体，又小又细，用肉眼看不到而已。

截至2014年，在工业生产的IC中，最小线宽已达32nm(最先进技术为16nm.24nm技术次之)。若以90nm技术为例，与矿石收音机时代相比，尺寸仅为原来的5万分之一，面积仅为30亿分之一,由此可以想象其集成度高到什么程度。

电路的高度集成，不仅大大利于电子设备的小型化，而且由于电路同时具备各种各样的功能，从而有利于提高性能，降低功耗，增加可靠性。

目前，我国大部分芯片需要从境外进口，每年进口需要消耗1600多亿美元，超过石油，液晶显示器而梗成为第一大进口商品。中国是全球最大的芯片市场。全球半导体市场，规模达3200亿美元。全球54%的芯片出口到中国，但国产芯片的市场份额只占10%。全球77%的手机是中国制造，但其中不到3%的手机芯片是国产的。一个无“芯”的国家，只能被动选择全球产业链的低端位置。目前最令人担心的就是国防安全问题，如果进口的芯片被植入“后门”，任何国家一旦与美国发生冲突，美国便可以通过芯片系统破坏该国国防的安全。彻底摆脱这种被动局面，是全国相关政产学研义不容辞的责任。

创新材料学之:LTCC的应用

LTCC技术发展可大致分为四个阶段:①LTCC单一元器件，包括片式电感.片式电容.片式电阻和片式磁珠等;②LTCC组合器件，包括以LC结合组合片式滤波器为代表，在一个芯片内含有多个和多种元器件的组合器件；③LTCC集成模块，在一个LTCC芯片中不仅含有多个和多种无源元器件.而且还包括多层布线，与有源模块的接口等；④集成裸芯片的LTCC模块，在集成模块的基础上同时内含有半导体裸芯片，构成一个整体封装模块。

LTCC技术由于其为多学科交叉的整合组件技术，具有优异的电子、机械、热力特性，已成为未来电子元件集成化，模组化的首选方式，广泛用于蓝牙，电子通信与自动控制技术，电子设计技术，滤波器，压控振荡器，基板，封装及微波器件等领域。如:①LTCC功能器件；②LTCC片式天线；③LTCC模块基板；④压控振荡器(VCO)。

以目前正在推广的只能交通系统（inteligent transport system,ITS）为例，由于LTCC材料的介电常数高，介电损耗低，其制作工艺便于无源元件集成，且可以获得精准的高频天线图形。由此可以获得高度集成的REIC。其性能远高于采用高分子或纸质基板下压制产品的性能。

创新材料学之:传感器的定义

什么是传感器？根据中华人民共和国国家标准GB766587.传感器的定义是：“能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置”。即传感器是一种能把特定被测量信息（物理量、化学量、生物量）按一定规律转换成某种可用信号输出的器件或装置。

从本质上看，传感器是一种能量转换的装置，利用能量转换原理，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律交换成其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输，处理，储存，显示，记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。它的检测对象可以是任何信息及能量变化；检测手段包括化学方法，物理方法及生物学方法；一般以电气信号作为输出信息进行进一步的分析处理。

智能材料是指那些具有感知环境（包括内环境和外环境）刺激的功能，能根据不断变化的外部环境和条件，及时地自动调整自身结构和功能，并能相应地改变自身的状态和行为的材料。也就是说智能材料必须具备感知，驱动和控制这三个基本要素，以便“发现故障”，“主动处理”，“自我修复”。其中感知，“发现故障”以及信息的产生和传出都是由传感器来完成的。

创新材料学之:传感器的分类

经过过去数十年发展，传感器发展出许多种类，与许多的学科相关。面对如此繁多的传感器，科学的分类方法便成了掌握和应用传感器时必不可少的步骤。

下面将对目前比较常见的分类作简单的介绍。 

首先，可以按照用途分类，这是传感器分类的一种较为直接易行的方法。

按照用途可将传感器分为以下两类:

第一类是工业用传感器，其中又包括了生产技术用和生活保证用。生产技术用传感器主要指在工业生产中对生产环境。气氛条件进行监视和控制的装置。用来保证工业生产的安全性和稳定性，探测和排除系统故障。生活保证用传感器指的是在工业生产中对生活环境、气氛条件进行监视和控制的装置。用来保障工人生产生活的环境。

第二类是生物医学用传感器，其主要被应用于医疗活动及医疗生活的支援以及为保证及维持上述所需的环境。气氛等进行的监视和控制等。

我们还可以根据工作原理的不同将传感器分为以下几个类别。

第一类是物理传感器，指的是将物理信号转换为电信号的传感器。根据被传换的物理信号的不同还可以将物理传感器细分为光传感器，磁传感器，压力传感器，温度传感器，音响传感器等数个类别。

第二类是化学传感器，指的是将化学信号转换为电信号的传感器。根据被传换的化学等信号的不同也可以将化学传感器细分为气体传感器，物质传感器，温度传感器，离子传感器，生物传感器等。

十大课题研究持续推动元菱向前行

作为国内LTCC研发生产与销售的高新企业，元菱科技十分重视模式创新，产品创新，服务创新和管理创新。为此，公司将继续加大对研究中心的投入。研究中心联合国内知名研究机构和业内多名专家学者专门对中国LTCC行业相关课题进行研究，主要研究方向包括：

新型叠层LCCC-3D MCM封装技术

基于LTCC 封装的毫米波多芯片组件

LTCC 毫米波频段的射频穿墙互联

LTCC 多层电路的层间垂直互联

无谐振屏蔽腔管壳

零收缩率LTCC

低温共烧陶瓷多层基板及高密度封装

未来五年国产LTCC市场

LTCC应用市场

LTCC原材料市场

云南师大+清华名教授产学研合作

元菱科技建立了LTCC研究中心，通过和云南师大、著名专家田民波教授等机构合作，取得了一定的成果，其中LTCC多层压电电声器件等系列产品完成了开发和中试并于2011年3月的技术产品成果鉴定通过了验收。目前元菱科技旗下鸿坤电子已和云南师范大学可再生能源材料先进技术与制备教育部重点实验室（文中简称云南师大）达成合作，签订了产学研合作协议。通过整合双方产业、技术、人才和资源优势，建立战略伙伴关系，通过合作推动产业发展，在实现良好的经济效益的同时达到共赢。利用云南师大重点实验的技术优势和人才资源，积极支持合作与开展新型电子材料与器件、光电材料与器件等技术创新和相关产品的开发工作。