隨著激光、LED、IGBT、SiC等芯片功率的不斷增加,散熱問題已經(jīng)變得不容忽視。陶瓷基板因其出色的導(dǎo)熱性、絕緣性以及低熱膨脹系數(shù)而廣泛用于封裝這些高功率芯片。
根據(jù)Maxmize Market Research的報(bào)告,2021年全球陶瓷基板市場規(guī)模已達(dá)到65.9億美元,并預(yù)計(jì)到2029年,市場規(guī)模將達(dá)到109.6億美元,年均增長率約為6.57%??梢?strong style="margin: 0px; padding: 0px; outline: 0px; max-width: 100%; box-sizing: border-box !important; overflow-wrap: break-word !important; visibility: visible;">陶瓷基板在未來電子科技發(fā)展起著十分重要的作用。
目前,國內(nèi)常用陶瓷基板材料主要為Al2O3、AlN和Si3N4。無論哪種材料的陶瓷基板,在燒結(jié)成型之后,需對其表面實(shí)施金屬化,然后通過影像轉(zhuǎn)移的方法完成表面圖形的制作,以實(shí)現(xiàn)陶瓷基板的電氣連接性能。金屬化陶瓷基板按照工藝主要分為DPC、DBC、AMB、LTCC、HTCC等基板。氧化鋁陶瓷基板主要采用DBC、DPC工藝,氮化鋁陶瓷基板主要采用DBC和AMB工藝,氮化硅陶瓷基板主要采用AMB工藝(金屬化價(jià)格為白板基板價(jià)格*3倍以上)。
據(jù)GII數(shù)據(jù)顯示,2020年全球陶瓷基板(金屬化后)總市場空間為66億美元,約合人民幣442.2億元,2026年全球市場空間預(yù)計(jì)達(dá)到130.7億美元,約合人民幣875.7億元,GAGR為12.06%。
① DBC基板(直接覆銅)
其主要用途十分普遍,主要應(yīng)用于IGBT功率器件、汽車領(lǐng)域、聚光光伏(CPV)、航天航空及其他領(lǐng)域。隨著HEV和EV車輛銷量的增加,IGBT逆變器/PIM/PIM轉(zhuǎn)換器/Mos Modules的電源模塊的用量則備受矚目。就DBC陶瓷基板的中下游運(yùn)用而言,現(xiàn)階段關(guān)鍵是在IGBT控制模塊行業(yè)運(yùn)用范圍廣,將來在轎車、航天航空、診療、工業(yè)生產(chǎn)、太陽能發(fā)電太陽能、風(fēng)力等行業(yè)將有大量的運(yùn)用。據(jù)研究顯示,2020年全球DBC陶瓷基板收入大約2.89億美元,預(yù)計(jì)2026年達(dá)到4.03億美元,2021至2026期間年復(fù)合增長率為8.6%。
② DPC基板(直接電鍍銅)
DPC目前應(yīng)用最為廣泛,工藝方式類似PCB,包含圖形電鍍、填孔、刻蝕等,優(yōu)勢在于線路精度高(30-50um),并且可垂直互聯(lián)(含金屬孔),劣勢是電鍍的排污許可獲取困難,并且電鍍的銅層較薄,無法承載大電流。因此,DPC主要用于大功率LED封裝、激光器LD、VCSEL等。2020年,全球DPC陶瓷基板市場規(guī)模達(dá)到了12億元,預(yù)計(jì)2026年將達(dá)到17億元,年復(fù)合增長率(CAGR)為5.2%。
AMB陶瓷基板具有較高的結(jié)合強(qiáng)度和冷熱循環(huán)特性。目前,隨著電力電子技術(shù)的高速發(fā)展,高鐵上的大功率器件控制模塊對IGBT模塊封裝的關(guān)鍵材料——陶瓷覆銅板形成巨大需求,尤其是AMB基板逐漸成為主流應(yīng)用??蓱?yīng)用于IGBT功率器件、汽車行業(yè)、家用電器、航空航天。AMB陶瓷基板增長最為迅速,總市場規(guī)模由2020年的28.14億元增加至2026年的109.88億元,GAGR達(dá)到25.5%。
現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于各種制式的手機(jī)、汽車、藍(lán)牙、GPS模塊、WLAN模塊、WIFI模塊等;此外,LTCC技術(shù)在汽車電子領(lǐng)域的應(yīng)用也非常廣泛。由于LTCC器件具有密封性能優(yōu)、耐高溫和抗振動(dòng)等性能優(yōu)勢。因此其可以被應(yīng)用在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)控制ECU模塊、制動(dòng)防抱死ABS模塊和各類傳感器模塊中。2020年LTCC市場規(guī)模為29.4億元,預(yù)計(jì)2027年達(dá)到70.7億元,年復(fù)合增長率為10.4%。
⑤ HTCC基板(高溫共燒陶瓷)
HTCC基板可應(yīng)用于對熱穩(wěn)定性、基體機(jī)械強(qiáng)度、導(dǎo)熱性、密封性、可靠性要求較高的大功率封裝領(lǐng)域。目前已應(yīng)用于高頻無線通信領(lǐng)域、航空航天、存儲(chǔ)器、驅(qū)動(dòng)器、濾波器、傳感器以及汽車電子等領(lǐng)域。2020年HTCC在規(guī)模為5.06億元,未來幾年年復(fù)合增速為7.0%,預(yù)計(jì)到2027年達(dá)到8.9億元。
據(jù)GII調(diào)研數(shù)據(jù)顯示,我國正成為世界電子元件的生產(chǎn)大國和出口大國。隨著國際電子信息產(chǎn)品制造業(yè)加速向中國轉(zhuǎn)移,下游企業(yè)出于相關(guān)采購和運(yùn)輸成本的考慮,勢必會(huì)加大本地化采購比例。