摘要 制定“电连接器铜材选用目录”，对实现“卡脖子”关键铜材替代进口、产业链供应链“自主、可控”意义深远。本文在阐述研究背景、目的意义和分析电连接器接触件铜材技术基础与标准现状基础上，对制定选用目录的必要性和可行性进行论证。并提出实施路径建议。

关键词 电连接器 铜材 选用目录 可行性

1 引言

1.1 研究背景

电连接器是电子电气系统不可缺少的基础元件，它的可分离性是区别于其它元件的特性或本质。作为其关键导电零件—接触件的铜材品质，直接影响电接触可靠性和使用寿命。随着新基建战略深入推进，5G通信、新能源汽车、人工智能、数据中心等新兴产业对高性能电连接器的需求呈现爆发式增长，对接触件铜材提出了更高要求;不仅需要更高的强度、导电率和抗应力松弛性能，还需满足小型化、轻量化和高可靠性的严苛需求。

然而，由于我国电连接器行业长期仿制的历史原因，缺乏正向设计经验，接触件铜材选用标准溯源都来自国外。导致高端应用领域的关键铜材长期依赖进口，成为制约产业链不能自主可控的“卡脖子”环节。在此背景下系统研究制定适合我国新兴产业电连接器接触件铜材选用目录，对于提升产业链供应链安全性、推动电连接器行业高质量发展具有重要战略意义。

1.2 研究目的和意义

本研究旨在系统分析制定新兴产业电连接器接触件铜材选用目录的技术基础、产业需求、标准现状和实施条件，评估其必要性和可行性，并提出实施路径建议。研究成果可为政府主管机构、行业协会和产业链企业提供决策参考，推动电连接器接触件铜材标准体系建设，加速国产替代进程。

1.3 研究范围和方法

本研究聚焦5G通信、新能源汽车、航空航天、人工智能、数据中心等新兴产业领域用电连接器接触件铜材，涵盖铜合金带材、棒材、线材等产品牌号、规格和供应状态，研究采用文献调研、专家访谈、案例分析等方法，综合运用标准化理论、可靠性系统工程理论和电连接器铜材产业链协同创新理论，系统论证制定选用目录的可行性。

2 接触件铜材技术基础分析

2.1 接触件铜材的功能和技术要求

接触件是电连接器导电零件，它将与电线电缆线芯端接的一端电流能量和信号，通过插针(孔)插合或弹簧针接触件接触界面，传输到与其相插合或接触的接触件端接的电线电缆线芯另一端。接触件插合接触界面和与电线电缆端接界面的不确定性，是影响电接触可靠性的关键因素^[1]。弹性接触件分为弹性孔和弹性针二类：弹性插孔接触件(簧爪、冠簧和线簧等)对应刚性插针接触件；弹性插针接触件(绞线、片簧等)对应刚性插孔接触件。例如铜带冲压成冠簧插孔（图1），用于高压连接器电缆组件（图2）。用铜丝绕制成线簧插孔（图3），用于高可靠矩形连接器电缆组件（图4）。

图1 铜带冲压成冠簧插孔

图2 冠簧插孔高压连接器电缆组件

图3 铜线绕制成线簧插孔

图4 线簧插孔矩形连接器电缆组件

不同环境下使用的电连接器接触件插合后接触电阻，由收缩电阻、膜层电阻和导体电阻三部分组成。铜材品质对组成接触电阻的这三部分电阻都有影响。收缩电阻除取决于设计结构(尺寸精度)外，接触压力、表面物理特征(细晶结构)和表面粗糙度都与铜材品质有关；膜层电阻取决于铜材的耐蝕性和防护镀层质量；导体电阻取决于材料类别，如标准规定1mm的鍍金接触件接触电阻；铜合金5mΩ、铁合金15mΩ(图5)。

图5 铜材品质对接触电阻影响分析

2.2 接触件铜材选用要点

电连接器接触件选材时应从铜材核心技术指标综合考虑：

1）力学性能

包括抗拉强度、屈服强度、延伸率、弹性模量、应力松弛、疲劳和硬度等项目。要满足80%屈服强度大于接触件零件许用应力，屈服强度比抗拉强度更重要。抗应力松弛性能，检测高温长时间保温后的残余应力率是否符合设计要求

2）物理性能

包括导电率、导热率、比热、线膨胀系数、泊松比等项目。应满足工作电流、接触电阻、能耗、温升等设计要求。

3）工艺性能

包括折弯、缠绕、可焊性、压接性等项目。应满足不同规格、状态 、部位和取样方向的成型工艺要求，折弯、缠绕等电连接器铜材工艺性能比延伸率更重要。

4）显微组织

包括晶粒尺寸、平均晶粒度、第二相分布等项目。晶粒度大小及分布均匀性，明显影响电连接器铜材工艺成型性。

5）表面状态

包括尺寸偏差、表面粗糙度、耐蚀性、防护镀层等项目。要满足接触件电接触稳定性、可靠性和耐环境要求。电连接器铜材尺寸偏差和表面粗糙度对接触件质量一致性有明显影响。

6）质量一致性

包括同批、不同批、不同温度、长期使用后质量一致性检验，要满足长期稳定、可靠使用要求。需长期数据积累，产业链上下游企业协同梳理电连接器铜材性能与接触件性能的关联性。

2.3 接触件铜材分类和性能

根据电连接器应用场景和性能要求，可分为高电导、高强度和中电导、中强度三类（表1）。

表1 接触件铜材分类、性能和应用场景

此外，电连接器接触件铜材根据质量等级还可分为“宇航级”、“军品级”和“工业级”，分别对应不同的电连接器铜材检验标准和质量保证要求^[2]。

2.4 国产与进口接触件铜材的关键差距

尽管近年来国内铜加工企业在博威合金、兴业盛泰和中铝洛铜等龙头企业的带动下取得了长足进步，但国产电连接器接触件铜材与进口同类产品仍存在明显差距（表2）。导致用国产电连接器接触件铜材制作的电连接器和国外同类产品相比，往往是“形似质差”^[3]。

表2 国产和进口接触件銅材的主要差距

3 产业需求与标准现状分析

3.1 新兴产业发展对铜材选用的新需求

1)新能源汽车领域

800V高压平台的普及，对电连接器铜材提出了耐高温、抗电化学腐蚀、高导电等多重挑战。以充电枪为例，超级快充要求接触件材料在高电流密度下保持低温升，同时满足数千次插拔寿命。博威合金开发的EVaIIoy90系列材料正是针对这一需求，兼具高导电和优异的抗应力松弛性能。

2)AI算力基础设施

AI服务器的高速数据传输，要求电连接器具有更高的信号完整性。多通道、高密度、小型化趋势，使得电连接器接触件铜材需要在有限空间内同时满足机械强度和电气性能的极致要求。博威合金的baway19920和baway70318系列材料正是为AI服务器Socket连接器量身定制。

3）商业航天

商业火箭和卫星的快速发展，要求在继承传统航天高可靠性材料体系基础上

实现性能导向的精细化选材。避免性能过剩带来的成本浪费。铜镍硅合金(C70250)因其无铍环保，综合性能优异，正在成为铍铜的重要替代方案。

以上新需求呈现出三个共性特征:性能指标趋高(强度、导电、耐热等同步提升)、质量一致性趋严(批次间波动需控制在极小范围)、选材逻辑趋精(从经验选材向数据驱动转变)。

3.2 现行标准体系存在问题

1）标准层级和覆盖面问题

现行标准主要集中在产品端（连接器总规范、详细规范）和基础材料端（铜合金化学成分、力学性能），缺乏连接两者的“选用规范类”标准。电连接器标准仅规定接触件的工作直径、镀层厚度和分离力等参数 ，并未明确规定电连接器材料牌号、规格和状态。

2）标准协调性问题

相同用途和成分的接触件铜材（如仿美C70250铜镍硅合金），不同铜加工企业的牌号命名各异，电连接器铜材技术指标也存在差异。给用户选材造成了严重困扰。

3）标准先进性问题

现行标准对超薄带（≤0.1mm）、细丝（≤0.1mm）等高端产品的技术指标规定不足，而新兴产业电连接器恰恰需要这些铜材。国产标准中晶粒度、表面粗糙度、应力松弛性能等电连接器铜材关键指标的缺失，使国内电连接器企业在与国际竞争对手博弈中处于劣势。

4）标准实施问题

由于缺乏系统性的选用指南，许多电连接器企业在选材时仍沿用国外标准中的牌号，对国产替代材料的认知不足、验证不够。形成了“进口依赖-国产替代材料无应用机会-性能改进缓慢”的恶性循环。

3.3 产业链协同创新的迫切性

电连接器接触件铜材的研发、生产、应用，涉及铜加工、接触件制造、连接器组装和整机应用等多个环节，产业链条长、技术门槛高，当前各环节之间存在明显的技术壁垒：铜加工企业不了解连接器的真实使用需求，连接器企业不理解铜合金的材料科学，整机企业对国产材料验证投入不足。这种“各自为战”的局面，严重制约国产替代的进程。因此，建立跨行业的协同创新机制，制定统一的电连接器铜材选用目录和标准体系，已成为突破电连接器产业发展瓶颈的关键。

4 制定选用目录的可行性论证

4.1 技术可行性

1）材料研发和产业化基础已初步具备

近年来，国内铜加工龙头企业取得了显著技术突破。博威合金依托其数字化智能选材平台，已沉淀超过1200多万条“研发-制造-应用”研制一体化材料数据，可提供材料设计到失效分析的全链条服务^[4]。兴业盛泰、金田铜业、苏州金江、斯瑞新材料、国工新材料等企业，也在高强高导铜合金、细铍铜丝、薄铍铜带、铬锆铜带等领域实现了技术突破。部分电连接器铜材产品已通过主流连接器企业认证，并批量应用。

2）共性技术研究已积累丰富数据

经电连接器和铜加工行业专家多年持续推动接触件铜材的应用基础研究^[5]，对国产与进口电连接器铜材的差距、电连接器接触件失效机理、电连接器铜材品质对连接器可靠性的影响等进行了系统分析。这些电连接器研究成果，为制定选用目录提供了坚实的理论支撑。

3）数字化工具为选材提供新模式

博威合金等电连接器企业开发的“数字化选材平台”，可根据电连接器应用场景自动匹配材料方案，并追溯碳足迹，显著提升选材效率和准确性。这一模式可推广复制至行业层面，构建共享的电连接器接触件铜材数据库和专家系统。

4）标准制定已具备前期工作基础

2020年以来，博威合金、兴业盛泰等企业已联合高校向国家有色金属标准化委员会提出了“高强高导新型铜合金带箔”、“射频线簧连接器用细铍铜丝”、“铜及铜合金弹性弯曲试验方法”等行业标准项目建议书。“接触件铜材选用指南”等文献，也己形成征求意见稿，为标准体系建设提供了重要参考^[6]。

4.2 经济可行性

1）市场需求规模可观

我国是全球最大的电连接器生产国和消费国。5G通信、新能源汽车、人工智能、数据中心等新兴产业，对高性能电连接器的需求持续旺盛。据行业测算，仅新能源汽车高压连接器铜材的年市场规模就达50亿元。实现电连接器接触件国产替代后，可大幅降低电连接器铜材进口依赖，节约外汇支出。

2）成本效益显著

目前高端电连接器接触件铜材进口价格，普遍高于国产同类电连接器铜材30-50%。制定选用目录、推广国产材料，不仅可降低下游企业采购成本。还可倒逼铜加工企业提升产品附加值，实现电连接器铜材产业链的整体利润提升。

3）投资回报周期可控

标准制定属于投入较小、见效较快的公益性工作。参考国内外类似标准的制定经验，从立项到发布通常需要2-3年时间。投入资金在数百万元级别，而标准实施后带来的产业链效益可达数亿元，投入电连接器铜材产出比极高。

4.3 组织可行性

1）政策支持力度力加大

“国家强基工程”将关键基础材料列为重点支持方向，“产业结构调整指导目录”将高端制造业用铜合金材料列为鼓励类产业。政府主管部门对制定电连接器铜材关键材料选用目录持积极态度。

2）行业协会作用凸显

中国电子元件行业协会接插件分会、中国有色金属加工工业协会、中国铜工业协会等组织在标准制定、行业协调方面具有丰富经验，可作为标准体系建设的主导力量。深圳连接器行业协会等地区协会在推动产学研合作方面也发挥了积极作用。

3）可搭建“产、学、研、用”协同机制

作者早在2019年就提出了创建“接触件铜材应用基础研究联盟”的建议;由中国电子元件行业协会接插件分会、中国有色金属加工工业协会牵头，联合铜加工龙头企业、重点连接器企业、整机用户、高校院所和检测机构，组建跨界合作平台，共同推进电连接器铜材标准制定和选用目录编制。

4) 可借鉴国际标准经验

ISO 、IEC等国际标准化组织在电工用铜材标准方面有成熟体系，ASTM、JIS、DIN等国外先进标准也可作为参考。在消化吸收国际标准的基础上，结合我国产业实际进行创新，可有效降低标准制定的电连接器铜材技术风险。

5 实施路径和保障措施

5.1 总体框架设计

制定电连接器接触件铜材选用目录，应遵循“顶层设计、分步实施、协同推进、持续完善”的原则，构建“1＋N”三个层次的标准体系框架(表3)

表3 连接器铜材选用目录标准体系框架

5.2 选用准则(表4)

表4 连接器接触件铜材选用准则

5.3 实施步骤

1）第一阶段（1年内）：基础准备

（1）成立由行业协会牵头、骨干企业参与的编制工作组;

（2）系统梳理国内外现行电连接器标准，建立标准比对数据库;

（3）开展产业需求调研，收集连接器企业和整机用户的选材痛点和需求;

（4）组织专家研讨会，确定电连接器铜材选用目录的框架结构和核心指标。

2）第二阶段（1-2年）：重点突破

（1）优先制定“电连接器接触件铜材选用总规范”;

（2）选择需求最迫切、基础最好的新能源汽车领域，编制首个应用分目录;

（3）组织不少于10家铜加工企业和20家连接器企业试用验证;

（4）建立接触件铜材数据库，积累不少于5000组电连接器铜材测试数据。

3）第三阶段（2-3年）：推广应用

（1）完成5G通信、航空航天、数据中心等领域的应用分目录编制;

（2）推动选用目录在重点整机企业的采信和应用;

（3）建立第三方检测认证平台，对目录内材料开展质量一致性评价;

（4）开展标准宣贯和工程师培训，提升行业选材能力和水平。

4）第四阶段（3-5年）：优化升级

（1）根据技术进步和产业需求变化，对选用目录进行动态修订(每3年修订一次);

（2）推动团体标准、行业标准升级为国家标准;

（3）参与国际标准制定，提升中国标准的国际影响力。

5.4 风险与对策

1) 技术风险

部分高端铜材的国产化率仍然较低，目录编制可能面临国产无材可选困境。应对策略是:采用分级管理思路，对列入目录、尚无法国产化的进口铜材设置过渡期，同时明确攻关目标和时间表。

2) 协调风险

产业链各环节利益诉求不同，制定标准过程中可能出现分岐。应对策略是:建立公开透明协商机制，充分发挥行业协会的协调作用，必要时由政府主管部门出面推动。

3）推广风险

即使标准发布，下游企业仍可能因验证成本高、风险意识强而继续使用进口铜材。应对策略是:争取将选用目录纳入国家重大工程和政府采购的采信范围，同时对率先采用国产铜材的企业给予政策支持。

4）知识产权风险

部分高端铜合金涉及国外专利，直接采用可能引起侵权纠纷。应对策略是:在目录编制过程中引入知识产权评估机制，优先采用具有自主知识产权的铜材，对专利保护期内铜材标注说明。

6 结论与建议

6.1 可行性结论

综上所述，制定新兴产业“电连接器接触件铜材选用目录”技术基础扎实、经济可行、组织条件具备、政策环境有利，是一项必要且紧迫的系统工程。

1）技术层面

国内铜加工龙头企业已具备生产高端接触件铜材的能力，应用基础研究积累了丰富数据，数字化工具为选材提供了新模式。

2）经济层面

市场需求旺盛、国产替代后成本效益显著，标准制定的投入产出比极高。

3）组织层面

政策支持明确，行业协会可发挥主导作用，产学研用协同机制可搭建，国际标准经验可借鉴。

6.2 政策与行动建议

1）建议主管部门将“电连接器接触件铜材选用目录”纳入国家强基工程支持范围

建议工信部、国家标委会将该项目列为关键基础材料标准化重点任务，在资金、政策层面给予支持，推动标准尽快立项和实施。

2）建议行业协会牵头组织“接触件铜材应用基础研究联盟”

建议中国电子元件行业协会接插件分会、中国有色金属加工工业协会牵头，联合铜加工龙头企业、连接器重点企业、整机用户和高校院所，组建跨界协同平台，统筹推进标准制定、数据共享和应用验证工作^[7]。

3）建议龙头企业发挥示范带动作用

博威合金、兴业盛泰等铜加工企业应进一步开放数字化选材平台，为行业提供数据服务。立讯精密、中航光电等连接器应积极试用国产铜材，并反馈应用数据。整机企业、通信设备商应将国产化率纳入供应商考核指标，为国产铜材提供市场空间。

4）建议建立“政、产、学、研、用、金”协同机制

在标准制定和推广过程中，引入金融机构支持企业技术改造和产能升级，形成“政策引导-标准引领-企业主体-金融支持”的良性循环。

5）建议加强国际交流和合作

在借鉴国际先进标准基础上，积极参与ISO/IEC国际标准制定，争取将中国优势产品（如新能源汽车用铜材）的技术要求纳入国际标准，提升中国在全球产业链中的标准话语权。

实现“卡脖子”关键铜材替代进口，产业链供应链“自主、可控”目标，

这是需几代人前赴后继、努力拼搏才能完成的长期、艰巨而光荣的任务！

希望寄托在年轻后辈身上！

参考文献

[1] 杨奋为 制定接触件铜材选用标准体系可行性研讨 第十六届中国国际铜产业链峰会 2021年

[2] 杨奋为 接触件铜材替代迸口的四项建议 国际线缆与连接 2024年1-2期

[3] 杨奋为 接触件铜材选用可靠性研讨 连接器行业知识大讲堂 2020年

[4] 陈宇轩 数字化+AI浪潮下连接器材料企业提质增效的创新策略与思路 国际线缆与连接 2024年 第8期

[5] 杨奋为 接触件铜材应用的基础技术研究 中国铜加工产业年度大会论文集 2019年

[6] 杨奋为 接触件铜材选用指南 国际线缆与连接 2021年1-2期

[7] 接触件铜材质量一致性对比数据 中国铜网 2020年