2026年4月21-23日
上海

 电子展|电子元器件的演变历程与未来走向

电子元器件是现代电子技术的基石,其发展历程可追溯至19世纪末。初期时,真空电子管的发明为电子技术奠定了基础。这种器件通过在真空环境中控制电子流来实现信号放大和开关功能,推动了早期无线电通信和广播技术的诞生。然而,电子管体积庞大、能耗高且寿命较短,限制了电子设备的进一步发展。它们的发展过程,简直就是一部超厉害的科技进步故事,见证了人类在电子方面有多聪明,一直在探索和突破。接下来就跟电子展小编一起来了解电子元器件的演变历程与未来走向吧。

一、 电子元器件发展历程

电子元器件的发展历史可长了,和电子技术紧紧连在一起。19 世纪末 20 世纪初,电子技术刚冒头,还是个新东西,到了 20 世纪,它就像火箭一样飞速发展,各行各业都用得上,成了近代科技发展的一个重要标志。1906 年,有个美国发明家叫德福雷斯特,他发明了真空三极管,也就是电子管。这可太牛了,就像在电子技术的黑夜里点亮了一颗超亮的星星,开启了第一代电子产品用电子管当核心的时代。那时候,收音机、电视机这些早期电子设备,就靠电子管来放大信号、控制电路。不过电子管毛病也不少,个头大、耗电多、寿命还短,就像个又笨又重的巨人,挡着电子产品进步的路。到了四十年代末,世界上出现了第一只半导体三极管,这可真是及时雨,给电子技术发展带来了新希望。半导体三极管又小又轻,还省电,能用很长时间,一下子就被各个国家喜欢上了,好多地方都用它把电子管给替换了。这一换,电子产品体积小了好多,性能也变强了,还为后面电子技术的发展打好了基础。五十年代末,第一块集成电路诞生了,这可是电子元器件发展史上的一个大里程碑。集成电路把好多晶体管这些电子元件都集中在一小块硅芯片上,让电子产品变得特别小。这个发明可太厉害了,就像一阵大风,推着电子产品往高性能、低能耗、高精度、高稳定、智能化的方向猛跑。从那以后,集成电路从小规模的,很快发展成大规模、超大规模的,电子产品功能越来越强,能用的地方也越来越多,一开始在军事、航天这些领域用,后来慢慢走进了咱们老百姓生活的方方面面。回看电子元器件的发展过程,能清楚地看到,每次技术有突破、有创新,电子产品就跟着有大变化,实实在在地改变了咱们的生活和这个世界。

二、常见电子元器件产品介绍

(1) 电阻器:电流的 “调控者”电阻器在电路里,一般用 “R” 加上数字来表示,比如说 R1,就是编号为 1 的电阻。它是非常常见的电子元器件之一,就像电路里的 “交通警察”,主要作用是控制电流,能把电流分开、限制电流大小、调整电压,还能给电路提供合适的电压条件。电阻器种类可多了,按材料分,有碳膜电阻、金属膜电阻、线绕电阻这些;按功能分,有固定电阻,还有能调节的可变电阻,也就是电位器。不同类型的电阻器各有特点,用的地方也不一样。像碳膜电阻,价格便宜,一般的电子电路里经常能看到它;金属膜电阻精度高,性能稳定,在那些对精度要求高的电路里,像测量仪器、通信设备里就会用到;线绕电阻能承受比较大的功率,在大功率电路,比如电源电路、电机控制电路里很有用。

(2) 电容器:电能的 “储存库”电容在电路里,通常用 “C” 加数字表示,比如 C13,就是编号为 13 的电容。它是由两片金属膜紧紧靠在一起,中间用绝缘材料隔开做成的,就像一个小 “电能储存库”。电容器的特点是能隔开直流,让交流通过,还能存电、放电。它容量大小,就代表能存多少电能,对交流信号有个阻碍作用,叫容抗,容抗和交流信号的频率还有电容量有关系。在电子电路里,电容器用处可大了。在电源滤波电路里,它能把电源里的交流波纹去掉,让输出的直流电压更稳;在耦合电路里,它能隔开直流信号,让交流信号顺利通过,实现信号的传递和放大;在振荡电路里,它和电感器一起,能产生特定频率的振荡信号,给电子设备提供时钟信号或者载波信号这些。

(3) 电感元件:磁场的 “创造者”电感器用符号 L 表示,基本单位是亨利(H),平时常用毫亨(mH)作单位。它能把电能变成磁场能,然后把能量存在磁场里,就像一个 “磁场创造者”。电感元件经常和电容器一起工作,组成 LC 滤波器、LC 振荡器这些。在 LC 滤波器里,电感元件利用它对不同频率电流阻碍不一样的特点,和电容器一起组成滤波电路,能把电路里的杂波去掉,让信号质量变好;在 LC 振荡器里,电感元件和电容器通过电磁能量互相转换,产生稳定的振荡信号。另外,人们还利用电感的特性,做出了阻流圈、变压器、继电器这些电子设备。比如说变压器,它利用电磁感应的原理,能把电压变高或者变低,在电力系统和电子设备里特别重要;继电器是利用电磁力来控制电路通断的开关元件,在自动控制电路里用得很多,能让电路自动调节、起到安全保护作用,还能转换电路。

(4) 半导体器件:现代电子的 “心脏”半导体器件在电子元器件家族里,那可是核心成员,被称作现代电子的 “心脏”。这里面,晶体二极管在电路里常用 “D” 加数字表示,比如 D5,就是编号为 5 的二极管。二极管有个特别的地方,电流只能从正极流向负极,就这一个特性,让它在无绳电话机这些好多电子设备里都能派上用场,经常用在整流、隔离、稳压、极性保护、编码控制、调频调制和静噪这些电路里。比如说在整流电路里,二极管能把交流电变成直流电,给电子设备提供稳定的直流电源;在稳压电路里,利用稳压二极管反向击穿的特性,能让电路里的电压保持稳定,保证电子设备正常工作。三极管也是半导体器件里很重要的一个。从名字就能看出来,它是有三个脚,能放大信号的器件。三极管种类很多,按结构和工作原理分,有双极性晶体三极管和场效应晶体管这些。三极管能把微弱的电信号放大成比较强的信号,在信号放大、开关控制这些电路里用得特别多。比如说在音频放大器里,三极管能把麦克风收集到的很弱的音频信号放大,让扬声器能发出大声的声音;在数字电路里,三极管经常当开关元件,用来传递和处理数字信号,像计算机里的逻辑门电路,就是由好多三极管组成的。

(5) 集成电路:电子技术的 “集大成者”集成电路是用特殊工艺,把晶体管、电阻、电容这些元件都做在硅基片上,形成一个有特定功能的器件,英文缩写是 IC,大家平时也叫它芯片。它可以说是电子技术发展的大集合,就像一个超厉害的 “微型电子系统”。集成电路一出现,电子产品体积小了好多,性能变强了,成本还降低了。模拟集成电路主要是把电容、电阻、晶体管这些元件集成在一起,用来处理模拟信号,像集成运算放大器、比较器、对数和指数放大器、模拟乘(除)法器、锁相环、电源管理芯片等等。模拟集成电路设计,主要靠有经验的设计师手动调试电路、做模拟,来实现各种复杂的模拟信号处理功能。比如说集成运算放大器,作为模拟集成电路的典型代表,在信号放大、滤波、电压比较这些方面用得很多,是电子测量仪器、自动控制系统这些设备里的关键部件。数字集成电路是把元器件和连线都做在同一块半导体芯片上,做成数字逻辑电路或者系统。根据数字集成电路里包含的门电路或者元件数量,能分成小规模集成(SSI)电路、中规模集成(MSI)电路、大规模集成(LSI)电路、超大规模集成(VLSI)电路和特大规模集成(ULSI)电路。数字集成电路包括基本逻辑门、触发器、寄存器、译码器、驱动器、计数器、整形电路、可编程逻辑器件、微处理器、单片机、DSP 等等。数字集成电路设计,大部分是通过用硬件描述语言,在 EDA 软件控制下自动综合生成的。比如说微处理器,作为数字集成电路的核心,就像计算机、智能手机这些智能设备的大脑,负责运算、处理和控制数据,实现各种复杂功能;单片机是把微处理器、存储器、输入输出接口这些功能都集成在一块芯片上,在工业控制、智能家居、汽车电子这些领域用得很多,给各种小型电子设备提供了又高效又便宜的解决办法。

三、电子元器件的质量认证与保障

在电子元器件的质量方面,国际上有一套很严格的认证体系,像欧盟的 CE 认证、美国的 UL 认证、德国的 VDE 和 TUV,还有咱们中国的 CQC 认证等等。这些认证就像是电子元器件的 “质量身份证”,是对它们的安全性、可靠性、性能这些方面进行严格检测和认可。经过这些认证的电子元器件,就能保证在各种电子设备里稳定、可靠地工作,给电子产品的质量和安全提供有力保障。对咱们消费者来说,买电子产品的时候,看看产品用的电子元器件有没有经过这些权威认证,这是判断产品质量好不好的一个重要办法。选那些用了经过认证的电子元器件的电子产品,就意味着能有更好的品质,用起来更可靠。电子元器件是电子技术发展的重要部分,从早期的电子管,到现在高度集成的集成电路,它们的发展见证了人类科技的飞速进步。每一种电子元器件都在自己的领域发挥着不可替代的作用,它们互相配合,一起搭建起了现代电子世界的大框架。以后,随着科技不断发展,电子元器件肯定会变得更小、更快、更强、更智能,继续推动电子产品创新,为人类社会进步做出更大贡献。不管你是电子行业的从业者,还是对电子产品感兴趣的普通消费者,了解电子元器件的发展过程和产品特点,都能帮咱们更好地理解和跟上这个数字化时代。在科技飞速发展的当下,电子元器件行业正经历着深刻的变革。据报告显示,近年来全球电子元器件市场规模持续扩大,2024 年全球半导体销售额达到约 6268.7 亿美元,同比增长 19%,这一增长趋势预计在 2025 年还将持续。这一市场规模的持续扩张,为电子元器件的进出口贸易带来了诸多新的机遇。

(1) 新兴技术发展催生的进出口机遇·5G 技术应用带来的机遇:随着 5G 技术的商用部署不断推进,5G 基站的建设数量持续增加。预计到 2025 年,全球 5G 基站数量将达到 1000 万个,这将带动对高性能电子元器件的巨大需求。对于进出口贸易企业而言,这意味着可以进口国外先进的 5G 电子元器件技术和产品,满足国内 5G 建设的需求;同时,也可以将国内自主研发的具有竞争力的 5G 电子元器件产品出口到国际市场。·物联网和人工智能技术带来的机遇:物联网的广泛应用使得智能设备的数量急剧增加,智能家居、智能穿戴、智能工厂等领域的发展如火如荼。进出口企业可以抓住这一机遇,从国外引进先进的智能传感器技术和产品,推动国内物联网产业的发展;同时,将国内生产的高性价比智能传感器出口到国际市场,拓展市场份额。此外,人工智能技术的发展也对电子元器件提出了更高的要求,高性能计算芯片的需求日益旺盛。这为进出口企业在高性能计算芯片领域的贸易活动提供了广阔的空间。

(2) 新兴产业崛起带来的进出口机遇·新能源汽车产业的机遇:新能源汽车的快速发展是电子元器件市场的一个重要增长点。进出口企业可以进口国外先进的新能源汽车电子元器件技术和产品,提升国内新能源汽车产业的竞争力;同时,将国内生产的优质新能源汽车电子元器件出口到国际市场,满足全球新能源汽车产业发展的需求。·工业自动化产业的机遇:工业自动化的深入发展对电子元器件的需求也在不断增加。进出口企业可以关注欧洲等工业自动化发达地区的市场需求,进口先进的工业自动化电子元器件产品和技术,同时将国内具有性价比优势的工业自动化电子元器件出口到这些地区,拓展市场业务。

电子元器件作为现代科技的核心组成部分,其发展历程充满了创新与突破。电子展小编觉得,未来,随着技术的不断进步和市场需求的变化,电子元器件将继续朝着更高性能、更智能化、更环保的方向发展,为人类社会的进步和科技的腾飞提供强大的动力。

文章来源:信融供应链