熱敏電阻應用正當時(shí)！行業(yè)競爭向高端應用轉移，材料與工藝積累核心競爭力

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

隨著(zhù)各行各業(yè)向智能化網(wǎng)聯(lián)化發(fā)展，現在各個(gè)應用領(lǐng)域對溫度測量的精度、可靠性和智能化水平要求越來(lái)越高，相對已經(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，不斷探索新的應用場(chǎng)景，市場(chǎng)穩步發(fā)展。

溫度敏感元件NTC與PTC的不同應用方向

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

先說(shuō)NTC，這應該是應用范圍最廣的眾所周知的半導體溫度傳感元件，不僅在溫度傳感器中，在其他各類(lèi)電子產(chǎn)品應用中也十分常見(jiàn)，如可復式保險絲及自動(dòng)調節的加熱器等等。當然它也可以進(jìn)行電路保護。

NTC能得到廣泛應用當然和其高靈敏度、高精度有著(zhù)莫大關(guān)系，NTC熱敏電阻的電阻溫度系數是每1℃降低3%至5%，即使在很小的溫度變化里也能表現出很大的電阻變化。這些特性讓NTC在合適的溫度范圍內能夠實(shí)現高精度靈敏地檢測微小溫差。

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用范圍。最常見(jiàn)的低成本溫度檢測方案，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，設計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中大規模被應用，成為溫度檢測的經(jīng)典方案。不過(guò)NTC本身是非線(xiàn)性電阻，因此在測溫之前一定要做線(xiàn)性處理，并保證它在合適的溫度范圍內工作，否則測量結果會(huì )很容易出現偏差。

而線(xiàn)性PTC熱敏電阻則以高線(xiàn)性度、高精度、高穩定性著(zhù)稱(chēng)，是復雜應用大型設備中溫度檢測的重要器件。但不是所有PTC都是高度線(xiàn)性的，非線(xiàn)性的PTC此前應用的更多，一般是用作過(guò)流、過(guò)熱保護的重要器件，不應用于溫度檢測。非線(xiàn)性的PTC一直在電路保護領(lǐng)域有著(zhù)重要地位。

不同于非線(xiàn)性PTC，溫度檢測用的PTC線(xiàn)性度極高，一致性強和電阻容差相比NTC都更加出色，且不會(huì )因為散熱影響到系統功耗。因此其成本也更高，應用范圍也沒(méi)有NTC那么廣泛。此前多是用在電池，安防，醫療、科研、工業(yè)電機馬達、航天航空等復雜設備溫度控制相關(guān)的領(lǐng)域。隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展成本下探，線(xiàn)性PTC也正在適配更多應用。

穩步發(fā)展的熱敏電阻市場(chǎng)，汽車(chē)應用增速明顯

熱敏電阻的易用性和泛用性都很優(yōu)秀，長(cháng)期以來(lái)其市場(chǎng)規模都保持著(zhù)穩定的增長(cháng)。根據QYResearch的報告數據，2022年全球NTC熱敏電阻市場(chǎng)銷(xiāo)售額達到了6.2億美元，預計2029年將達到7.6億美元，年復合增長(cháng)率為2.8%。

PTC熱敏電阻領(lǐng)域，根據貝哲斯市場(chǎng)研究報告2022年全球PTC熱敏電阻市場(chǎng)規模達到21.34億元，預計到2028年全球PTC熱敏電阻市場(chǎng)規模將達到34.56億元，年復合增長(cháng)率預估為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(chǎng)商市占較高。

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

隨著(zhù)電動(dòng)汽車(chē)銷(xiāo)量持續增長(cháng)，用于其中的熱敏電阻增速明顯。根據博研信息咨詢(xún)統計，2021年熱敏電阻在汽車(chē)領(lǐng)域的市場(chǎng)規模已經(jīng)達到了1.8億美元，預計到2028年其市場(chǎng)規模將達到2.7億美元。

整體看來(lái)，熱敏電阻市場(chǎng)相對分散，產(chǎn)業(yè)成熟度已經(jīng)很高，競爭也非常激烈。國內又是熱敏電阻主要的市場(chǎng)，過(guò)去幾年中，熱敏電阻的國產(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、丹東國通等國內企業(yè)逐步占領(lǐng)市場(chǎng)，目前國內市場(chǎng)處于競爭格局相對穩定階段。

國內外廠(chǎng)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(chǎng)商目前都處于穩步提升產(chǎn)品的可靠性，并在相關(guān)材料、工藝技術(shù)上持續尋求突破的發(fā)展階段下。電阻元器件這類(lèi)產(chǎn)品迭代稱(chēng)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)和材料配方上持續耕耘。以細分NTC熱敏電阻品類(lèi)里最多的陶瓷NTC來(lái)說(shuō)，TE 投入了大量工程資源研發(fā)出了適用于最嚴苛應用的具有高穩定性的電陶瓷材料。利用當今最為先進(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)可以達到近似100%的理論密度，因此其N(xiāo)TC產(chǎn)品也有著(zhù)領(lǐng)先的物理性能和電氣性能。

國內近期成功上市的安培龍在PTC領(lǐng)域也是通過(guò)在制料、壓片、燒結及電極制備等環(huán)節進(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、燒結環(huán)節上積累了核心技術(shù)。

興勤電子作為NTC和PTC同時(shí)發(fā)展的頭部廠(chǎng)商，近年來(lái)推出的新NTC熱敏電阻圍繞著(zhù)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。針對汽車(chē)應用，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)，達到國內領(lǐng)先國際先進(jìn)水平。

時(shí)恒電子今年成功研制了遠高于目前市場(chǎng)水平的大功率電阻能量沖擊設備，這意味著(zhù)設計和制造更高能量和介電等級的超大功率NTC熱敏電阻成為可能，未來(lái)在NTC熱敏電阻領(lǐng)域競爭力會(huì )更強。

從行業(yè)整體發(fā)展來(lái)說(shuō)國外廠(chǎng)商起步早，在相關(guān)材料、工藝技術(shù)積累上的先發(fā)優(yōu)勢還是存在的。國內追趕的步伐非?？?，正在快速形成競爭力。熱敏電阻高端應用里國內已經(jīng)有可以和國外廠(chǎng)商競爭的廠(chǎng)商和產(chǎn)品，競爭力足夠，在中低端應用領(lǐng)域，國產(chǎn)元件已經(jīng)可以覆蓋，國產(chǎn)化率正在迅速提升，國內廠(chǎng)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(zhù)移動(dòng)設備、汽車(chē)等應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(zhù)各領(lǐng)域應用向智能化發(fā)展，熱敏電阻與數字處理芯片呈集成化趨勢愈發(fā)明顯，這有利于實(shí)現產(chǎn)品的智能化，也是日后重要的發(fā)展方向。