热敏电阻应用正当时！行业竞争向高端应用转移，材料与工艺积累核心竞争力

时间：2024-04-27 09:22:46 点击：606次

随着各行各业向智能化网联化发展，现在各个应用领域对温度测量的精度、可靠性和智能化水平要求越来越高，相对已经较为成熟的热敏电阻也在工艺技术水平和材料的突破之下不断进化，不断探索新的应用场景，市场稳步发展。

温度敏感元件NTC与PTC的不同应用方向

热敏电阻作为离散的双端固态器件，根据随着温度变化阻值变化的不同进行分类有两种类别，分别是电阻值随温度的升高而减小的负温度系数热敏电阻NTC和电阻值随温度的升高而增大的正温度系数热敏电阻PTC。

先说NTC，这应该是应用范围最广的众所周知的半导体温度传感元件，不仅在温度传感器中，在其他各类电子产品应用中也十分常见，如可复式保险丝及自动调节的加热器等等。当然它也可以进行电路保护。

NTC能得到广泛应用当然和其高灵敏度、高精度有着莫大关系，NTC热敏电阻的电阻温度系数是每1℃降低3%至5%，即使在很小的温度变化里也能表现出很大的电阻变化。这些特性让NTC在合适的温度范围内能够实现高精度灵敏地检测微小温差。

除此之外，NTC小巧轻便、易加工、成本不高的特性也大大拓展了它的应用范围。最常见的低成本温度检测方案，就是在NTC热敏电阻与电源正极之间串联一个和NTC常温电阻值一样的上拉电阻。成本不高，设计方便可以加工成各种形状，而且精度足够，很受青睐。

这样的易用性也让其在电子系统中大规模被应用，成为温度检测的经典方案。不过NTC本身是非线性电阻，因此在测温之前一定要做线性处理，并保证它在合适的温度范围内工作，否则测量结果会很容易出现偏差。

而线性PTC热敏电阻则以高线性度、高精度、高稳定性著称，是复杂应用大型设备中温度检测的重要器件。但不是所有PTC都是高度线性的，非线性的PTC此前应用的更多，一般是用作过流、过热保护的重要器件，不应用于温度检测。非线性的PTC一直在电路保护领域有着重要地位。

不同于非线性PTC，温度检测用的PTC线性度极高，一致性强和电阻容差相比NTC都更加出色，且不会因为散热影响到系统功耗。因此其成本也更高，应用范围也没有NTC那么广泛。此前多是用在电池，安防，医疗、科研、工业电机马达、航天航空等复杂设备温度控制相关的领域。随着技术的发展成本下探，线性PTC也正在适配更多应用。

稳步发展的热敏电阻市场，汽车应用增速明显

热敏电阻的易用性和泛用性都很优秀，长期以来其市场规模都保持着稳定的增长。根据QYResearch的报告数据，2022年全球NTC热敏电阻市场销售额达到了6.2亿美元，预计2029年将达到7.6亿美元，年复合增长率为2.8%。

PTC热敏电阻领域，根据贝哲斯市场研究报告2022年全球PTC热敏电阻市场规模达到21.34亿元，预计到2028年全球PTC热敏电阻市场规模将达到34.56亿元，年复合增长率预估为8.33%。

NTC领域，兴勤电子、TE、Shibaura、TDK、Semitec、Mitsubishi、Vishay、时恒电子、AVX、Murata和Panasonic。PTC领域TE、Bourns、TDK、VISHAY、村田、Littelfuse、兴勤电子等厂商市占较高。

从目前的产品市场应用占比来看，虽然消费电子仍旧是占比最高的市场，但不论是NTC还是PTC，汽车应用的增速都非常可观。热敏电阻既能用于汽车内部的温度检测与调节，还能为加热器、马达、变压器、大功率晶体管等车内电器加热和过热提供保护。

随着电动汽车销量持续增长，用于其中的热敏电阻增速明显。根据博研信息咨询统计，2021年热敏电阻在汽车领域的市场规模已经达到了1.8亿美元，预计到2028年其市场规模将达到2.7亿美元。

整体看来，热敏电阻市场相对分散，产业成熟度已经很高，竞争也非常激烈。国内又是热敏电阻主要的市场，过去几年中，热敏电阻的国产化率提升得很快，风华高科、时恒电子、华巨电子、维安电子、聚鼎科技、兴勤电子、华工科技、安培龙、丹东国通等国内企业逐步占领市场，目前国内市场处于竞争格局相对稳定阶段。

国内外厂商热敏电阻技术发展情况

热敏电阻作为成熟度较高的产业，相关厂商目前都处于稳步提升产品的可靠性，并在相关材料、工艺技术上持续寻求突破的发展阶段下。电阻元器件这类产品迭代称不上快速，更看重材料和工艺的积累。

如热敏电阻领域一直排名市场头部的TE，一直在NTC加工技术和材料配方上持续耕耘。以细分NTC热敏电阻品类里最多的陶瓷NTC来说，TE 投入了大量工程资源研发出了适用于最严苛应用的具有高稳定性的电陶瓷材料。利用当今最为先进的制造技术来压实电陶瓷材料，目前致密度已经可以达到近似100%的理论密度，因此其NTC产品也有着领先的物理性能和电气性能。

国内近期成功上市的安培龙在PTC领域也是通过在制料、压片、烧结及电极制备等环节进行工艺技术优化，使得产品具备耐高压耐高流特性。掺杂工艺用于制备陶瓷基体，双陶瓷叠加技术用于陶瓷成型，再通过后续工艺的优化提升了PTC热敏电阻的性能。NTC领域同样在陶瓷基体制备配方、烧结环节上积累了核心技术。

兴勤电子作为NTC和PTC同时发展的头部厂商，近年来推出的新NTC热敏电阻围绕着高功率和小尺寸两个特征不断在做优化，这也同样基于兴勤电子在电子陶瓷技术上的进一步突破。针对汽车应用，兴勤电子则开发了高功率PTC粉料及制作工艺、突破了高居里温度210℃下的材料配方和特殊烧结过程工艺的技术瓶颈、优化突破了500Vdc高压功率衰减技术，达到国内领先国际先进水平。

时恒电子今年成功研制了远高于目前市场水平的大功率电阻能量冲击设备，这意味着设计和制造更高能量和介电等级的超大功率NTC热敏电阻成为可能，未来在NTC热敏电阻领域竞争力会更强。

从行业整体发展来说国外厂商起步早，在相关材料、工艺技术积累上的先发优势还是存在的。国内追赶的步伐非常快，正在快速形成竞争力。热敏电阻高端应用里国内已经有可以和国外厂商竞争的厂商和产品，竞争力足够，在中低端应用领域，国产元件已经可以覆盖，国产化率正在迅速提升，国内厂商逐步在占领市场。

从发展的风向来说，热敏电阻在精度、灵敏度上进一步增加是必须的。下游市场对热敏电阻的选择也让NTC和PTC共同尽可能往小型化去做，封装的多样化也是其中重要一环。同时随着移动设备、汽车等应用功能的增加功率的上升，这些需求拓展也让耐高压耐高流热敏电阻产品的需求不断增加。

此外，很重要的一点是随着各领域应用向智能化发展，热敏电阻与数字处理芯片呈集成化趋势愈发明显，这有利于实现产品的智能化，也是日后重要的发展方向。

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