隨著各種新概念、新理論、新材料、新技術被用于無源元件領域，無源元件已經成為一個創新十分活躍的技術領域。

　　近半個世紀以來，信息技術的高速發展改變著人類文明的進程，這在很大程度上得益于半導體器件集成技術的不斷創新。這一現象被描述為著名的摩爾定律，即半導體集成電路的集成度每18個月翻一番。相比之下，半導體器件以外的為數眾多的電子元件，我們統稱為無源元件的發展則相對緩慢，構成了電子技術發展的一個瓶頸。

　　隨著各種新概念、新理論、新材料、新技術被用于無源元件領域，無源元件已經成為一個創新十分活躍的技術領域。

　　新一代無源集成材料相繼問世

　　近年來出現的低溫共燒陶瓷技術(LTCC)使無源元件的集成成為可能。LTCC技術是集互聯、無源元件和封裝于一體的多層陶瓷制造技術。其基本原理是將多層陶瓷元件技術與多層電路圖形技術相結合，利用低溫燒結陶瓷與金屬內導體在900℃以下共燒，在多層陶瓷內部形成無源元件和互連，制成模塊化集成器件或三維陶瓷基多層電路。該技術為無源電子元件的集成和高密度、系統級電子封裝提供了理想的平臺。LTCC技術涉及一系列復雜的科學技術問題，而其核心問題之一則是低溫共燒陶瓷材料。

　　低溫共燒陶瓷材料是LTCC技術的基礎。其中最重要的材料是低介電常數(ε在10以下)低燒陶瓷，而目前亟待突破的難點是實現性能的系列化。盡管文獻報道的低介LTCC材料種類很多，但迄今可商品化的基本上屬于兩大類材料：一類是微晶玻璃系統，有實用價值的是以Ca0-B203-Si02為主配方的材料系統(簡稱 CBS系)，為美國Ferro公司的專利。其特點是結晶相直接從玻璃中析出，因此材料具有較好的顯微結構均勻性。其主要問題是，B3+的增多會增大材料介質損耗并降低其力學性能，而Si4+增加則會使燒結溫度增高，因此難于對體系組分進行調整以實現系列化。第二類是以陶瓷氧化物顆粒和低熔玻璃相復合的陶瓷-玻璃復合材料。美國杜邦公司和德國Heraeus公司的LTCC瓷料屬于這一類。這類體系性能可調的前提是能夠進一步降低玻璃相熔點，而杜邦公司和Heraeus公司所選擇的低燒玻璃主要是硼硅系玻璃和鈉玻璃，其中促進燒結溫度降低的Na和B的組分的增加都將導致介電損耗的增加。可見，制約低介LTCC材料系列化的核心問題是材料的燒結溫度與介電性質之間的矛盾。現有商用低介電常數LTCC材料的組成均選擇在其性能所能容忍的最低燒結溫度點上，任何對材料摻雜改性的努力均將導致材料燒結溫度的提高，使材料無法滿足共燒要求。而只有基方材料同時具有低介電常數、介電損耗以及低的燒結溫度，才能承受更多的改性組分的引入以實現對材料性能(如介電常數、熱性能、機械特性等)的調節。因此，尋找兼具有低的介電常數及介電損耗和低的燒結溫度的基方材料是實現高性能系列化低介LTCC材料的關鍵。

　　近年來，我們通過系統地研究，發展出了以硅鋁氟氧化物為基礎的新一代LTCC基方材料。通過氟的引入不僅有效降低了介質的介電常數和介電損耗，還更大幅度地降低了陶瓷的燒結溫度。通過氟的調制，使基方材料在加入各種高熔點調節劑時依然可以實現低溫燒結，因而具有廣闊的優化和剪裁空間。

　　超常電磁介質不斷改進

　　電磁介質是無源電子元件的基礎和核心部分，無源元件的重大發展很大程度上得益于介質材料的改進和提高。然而，經過近一個世紀的探索，常規介質材料的可改進空間已經越來越小。“超常介質”(metamaterials，又稱“超材料”)指的是一大類具有人工設計結構和超常物理性質的材料系統。近年來，光子(電磁波)帶隙理論、左手介質理論等的提出為設計這類新型材料系統提供了理論依據。超常介質可望為無源元件和無源集成的發展提供一個突破口，具有超常物理性質的介質有可能成為新一代電子元件的基礎。一些基于超常介質的新型無源元件，如超小型化的濾波器、微型天線、無繞線電感等相繼被提出。通過人工設計的結構可望使用較少的(1-2種)材料實現通常需要多種材料才能實現的多種元件功能，這將有利于克服無源集成所面臨的材料兼容障礙。同時，以無源元件為結構單元的網絡也是目前實現各種超常物理特性設計的基礎。

　　憶阻器被證實存在

　　按照我們目前的知識，基本的無源電子元件只有3大類，即電阻器、電容器和電感器。而事實上，無源電路中有4大基本變量，即電流、電壓、電荷和磁通量。早在1971年加州大學伯克利分校的蔡少棠(LeonChua)教授就提出一種預測：應該有第四個元件的存在。他在其論文《憶阻器：下落不明的電路元件》提出了一類新型無源元件—記憶電阻器(簡稱憶阻器)的原始理論架構，推測電路有天然的記憶能力。憶阻器是一種有記憶功能的非線性電阻。通過控制電流的變化可改變其阻值，如果把高阻值定義為“ 1”，低阻值定義為“0”，則這種電阻就可以實現存儲數據的功能。

　　2008年，美國惠普實驗室下屬的信息和量子系統實驗室的研究人員在英國《自然》雜志上發表論文宣稱，他們已經證實了電路世界中的第四種基本元件——— 憶阻器(Memristor)的存在，并成功設計出一個能工作的憶阻器實物模型。在該系統中，固態電子和離子運輸在一個外加偏置電壓下是耦合在一起的。這一發現可幫助解釋過去50年來在電子裝置中所觀察到的明顯異常的回滯電流—電壓行為的很多例子。憶阻器器件的最有趣的特征是它可以記憶流經它的電荷數量。其電阻取決于多少電荷經過了這個器件，即讓電荷以一個方向流過，電阻會增加；如果讓電荷以反向流動，電阻就會減小。簡單地說，這種器件在任一時刻的電阻是時間的函數——— 多少電荷向前或向后經過了它。

　　目前已經可以通過一些技術途徑實現憶阻器，但制約這類新硬件發展的主要問題是電路中的設計。目前還沒有憶阻器的設計模型使其用于電路當中。有人預測，這種產品5年后才可能投入商業應用。

　　憶阻器將有可能用來制造非易失性存儲設備、即開型PC（個人電腦）、更高能效的計算機和類似人類大腦方式處理與聯系信息的模擬式計算機等，甚至可能會通過大大提高晶體管所能達到的功能密度，這將對電子科學的發展歷程產生重大影響。