LTCC产业背景资料

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1、LTCC（低温共烧陶瓷技术）前景及发展趋势一、 LTCC技术概况1、LTCC技术介绍低温共烧陶瓷（Low Temperature Co-fired Ceramic LTCC）。该技术是近年发展起来的令人瞩目的整合组件技术，已经成为无源集成的主流技术，成为无源元件领域的发展方向和新的元件产业的经济增长点。LTCC技术是于1982年休斯公司开发的新型材料技术，是将低温烧结陶瓷粉制成厚度精确而且致密的生瓷带，在生瓷带上利用激光打孔、微孔注浆、精密导体浆料印刷等工艺制出所需要的电路图形，并将多个被动组件（如低容值电容、电阻、滤波器、阻抗转换器、耦合器等）埋入多层陶瓷基板中，然后叠压在一起，内外电极可分

2、别使用银、铜、金等金属，在900下烧结，制成三维空间互不干扰的高密度电路，也可制成内置无源元件的三维电路基板，在其表面可以贴装IC和有源器件，制成无源/有源集成的功能模块，可进一步将电路小型化与高密度化，特别适合用于高频通讯用组件。2、LTCC的特点利用LTCC制备片式无源集成器件和模块与其他的集成技术相比具有许多优点。第一、陶瓷材料具有优良的高频高Q特性，增加了电路设计的灵活性；第二、使用电导率高的金属材料作为导体材料，有利于提高电路系统的品质因子；第三、可适应大电流及耐高温特性要求，并具备比普通PCB电路基板优良的热传导性；第四、可将无源组件埋入多层电路基板中，有利于提高电路的组装密度；第

3、五、具有较好的温度特性，如较小的热膨胀系数、较小的介电常数温度系数，可以制作层数极高的电路基板，可以制作线宽小于50m的细线结构。另外，非连续式的生产工艺允许对生坯基板进行检查，从而提高成品率，降低生产成本。节能、节材、绿色、环保已经成为元件行业发展势不可挡的潮流，LTCC也正是迎合了这一发展需求，最大程度上降低了原料，废料和生产过程中带来的环境污染。3、LTCC应用领域及趋势LTCC产品的应用领域很广泛，如各种制式的手机、蓝牙模块、GPS、 PDA、数码相机、WLAN、汽车电子、光驱等。其中，手机的用量占据主要部分，约达80%以上；手机中使用的LTCC产品包括LC滤波器、双工器、功能模块、收

4、发开关功能模块。中国市场对低温共烧片式电感的需求如下表。目前LTCC技术已经进入更新的应用阶段，包括无线局域网络、地面数字广播、全球定位系统接收器组件、数字信号处理器和记忆体等及其他电源供应组件甚至是数位电路组件基板。LTCC是今后元件制造工艺的一个趋势，集成的趋势非常明显。国务院在2009年发布的电子信息产业调整振兴规划纲要的文件内容中，明确提出将大力支持电子元器件的自主研发，并将其设为重点研究领域，低温共烧陶瓷技术将成为未来若干年内中国电子制造业的重大发展趋势。现在国外已经研制出把不同功能的整合在一个器件里的产品。由此看来未来几年LTCC还将越来越热，以便给业界带来一个又一个有关LTCC的

5、惊喜。二、LTCC相关产品介绍 LTCC产品按其所包含的元件数量和在电路中的作用，大体可分为LTCC元件、LTCC功能器件、LTCC封装基板和LTCC模块基板。LTCC属于高新科技的前沿产品，广泛应用于微电子工业的各个领域，具有十分广阔的应用市场和发展前景。EMI/EMC(抗电磁干扰)元件将是LTCC破局的着落点，它将催生出一个仅次于电子元件的器件市场。我们每天生活的电磁波中，电磁干扰是个很严重的问题，因此电子产品的抗电磁干扰显得尤为重要。1、LTCC功能器件早期通信产品内的滤波器和双工器多为体积很大的介质滤波器和双工器。现在GSM和CDMA手机上的滤波器已被表面滤波器取代或埋入模块基板中，而

6、PHS手机和无绳电话上的滤波器则大多为体积小、价格低、由LTCC制成的LC滤波器；蓝牙和无线网卡则从一开始就选用LC滤波器。由LTCC制成的滤波器包括带通、高通和低通滤波器三种，频率则从数十MHz直到5.8GHz。LC滤波器在体积、价格和温度稳定性等方面有其无可比拟的优势，其不断受到广泛重视就不难理解了。2、LTCC片式天线WLAN和蓝牙设备通信距离短，收发功率小，对天线的功率和收发特性要求不高，但对天线所占PCB的面积及成本要求很严。由LTCC制备的片式天线具有体积小、便于表面贴装、可靠性高、成本低等显著优点，已广泛用于WLAN和蓝牙。3、LTCC模块基板电子元件的模块化已成为业界不争的事实

7、，其中尤其以LTCC为首选方式。可供选择的模块基板有LTCC、HTCC(高温共烧陶瓷)、传统的PCB如FR4（耐燃材料）和PTFE(高性能聚四氟已烯)等。HTCC的烧结温度在1500以上，与之匹配的难熔金属如钨、钼/锰等导电性能较差，烧结收缩不如LTCC易于控制。LTCC的介电损耗比RF4低一个数量级。PTFE的损耗较低，但绝缘性都较差。LTCC比大多数有机基板材料可更好地控制精度。没有任何有机材料可与LTCC基板的高频性能、尺寸和成本进行综合比较。LTCC模块因其结构紧凑、耐机械冲击和热冲击性强，目前在军工和航天设备上受到极大关注和广泛应用。今后其在汽车电子上的应用将会非常广泛。三、 LTC

8、C产业概况1、全球产业概况随着通讯、电脑和汽车电子产品的广泛应用，低温共烧陶瓷（LTCC）技术将成为世界电感制造业的重大发展趋势。过去几全球LTCC市场产值呈现快速成长，未市场表现也将持续亮丽全球产值84191110451205141005001000150020052006200720082009年份百万美元全球产值 2008年，全球LTCC总产值高达12亿美元，2009年为14亿美元，CMIC分析师预计到2015年，全球LTCC总产值将突破30亿美元。根据2009年日本产业信息调查会的电感、变压器市场报告的数据，2009年全球电感市场数量和金额分别为5,278亿只和5,485亿日元（398

9、.21亿人民币），预计2013年全球电感市场数量和金额将分别达到11,087亿只和7,895亿日元（573.18亿人民币），2009-2013年全球电感市场数量和金额的平均年增长率分别为20.39%和9.53%。国外厂商由于投入已久，在产品质量，专利技术、材料掌控及规格主导权等均占有领先优势。以LTCC生产地区来看，全球第一大生产地区为日本，约占全球市场占有率6成，其次为欧洲与美国地区，约各占全球市占有率的17%。日本厂商位居全球LTCC产品市场与技术的主导地位。从厂商市场占有率来观察，全球第一大生产厂商为日系厂商Murata（村田）2010年总营业额6179亿5千4百万日元，第二大厂商为日系

10、厂商Kyocera（京瓷）2010年营业收入达1,266,924百万日元，纯利润122,448百万日元；第三大厂则为德国的Bosch（博世）。TDK和太阳诱电（Taiyo Yuden）、美国西迪斯（CTS Corp）和欧洲的西麦克微电子技术（C-MAC Micro Technology）和Screp-Erulec都是主要的LTCC厂商。 2000年以后众多的台湾企业投入LTCC产业，但是产业经过洗牌后，目前剩下璟德电子和美磊科技比较积极。国巨电子主要是生产MLCC（多层陶瓷电容）产品，下图为台湾目前的主要LTCC生产厂商概况。注：IPD-integrated passive device（集成

11、被动元件）。 2009年被动元件产业产值大约220亿美元，其中电容所占比例最高，大约为60%。模块产品占大约20%。模块产品特别是LTCC模块产品，通常都是由被动元件厂家生产，其虽然不是严格意义上的被动元件，但蓝牙模块、GPS模块和手机Wi-Fi模块98%以上都是被动元件厂家生产的，因此划归被动元件领域。下面是2009年25家被动元件厂家排名。2、国内产业概况国内LTCC产品的开发比国外发达国家至少落后5年, LTCC技术近几年已进入产业化阶段，中国在LTCC市场占据一定份额的是叠层式电感器和电容器生磁带。浙江正原作为国内LTCC制造领航者，2002年引进了全套世界先进LTCC生产设备，并建成

12、了国内第一条干法LTCC无源元件生产线；2007年已形成月产400万颗LTCC无源元件的生产能力。深圳顺络电子的主营业务是片式电感，由于产品性能强于台湾、接近日本，并在服务响应和报价方面优于日本，顺络电子获得了三星、Sharp、LG、华为、富士康等全球顶级厂商和代工企业客户的认可，产品目前供不应求。从03 年就着手研究LTCC 工艺，08 年反周期收购南玻电子的LTCC 设备，10 年正式量产即收入超千万，2011年LTCC扩产项目达产后，公司LTCC年产能将达1.62亿只。12年开始将对业界产生重要影响。据CMIC数据显示，目前世界电子元件的市场规模大约每年1600亿美元左右。同时CMIC分

13、析师预计2011年，市场规模将突破2000亿美元。随着世界电子制造业向中国大规模转移，根据电子元件协会发布的中国电子元件“十二五”规划，未来五年，我国电子元件行业销售收入总额达到1.88万亿元，年均增长10%。截至2010年底，电子元件行业销售收入总额为1.1万亿元，为达到未来五年新增销售收入约7000亿元的目标，“十二五”期间大约要投资5000亿元，主要集中在新型电子元件的研发和产业化领域。国内的终端产品为了尽快抢占市场，最初的设计方案大都是从国外买来的，甚至方案与元器件打包采购，其所购方案都选用了国外元器件。前几年终端产品生产厂的主要目标是扩大市场份额，成本压力不大，无法顾及元器件国产化。

14、随着终端产品产能过剩，价格和成本竞争将日趋激烈，这将为国内LTCC器件的发展提供良好的市场契机。四、LTCC产业化关键因素 LTCC器件的开发与生产，必须兼顾材料、设计及工艺与设备三个方面。1、材料方面国内LTCC产业原材料的研究还停留在能做出样品、发表论文上。原材料是LTCC行业面临的主要问题。国内原材料的来源主要有三种方式：其一，直接从国外进口生带；其二，买磁粉，自己做生带；其三，自己研制磁粉。这些都不利于快速、低成本的开发出LTCC器件。这三种方式中，第一种成本最高，第三种最慢。LTCC器件对材料性能的要求包括电性能、热机械性能和工艺性能三方面。目前，LTCC陶瓷材料主要是两个体系，即“

15、微晶玻璃”系和“玻璃+陶瓷”系。国际上有DuPont、Ferro和Heraeus三家提供数种介电常数小于10的生带。这些生带存在两个问题：首先，介电常数未系列化，不利于设计不同工作频率的器件。第二，这些生带开发商并无实际使用生带进行设计和生产的经验，比较注重生带与银浆料的匹配性和工艺性能，对于设计及对生带的要求的掌握并不详尽。现在国内做得比较好的深圳南玻电子有限公司的做法很值得借鉴，他们采用第二种方式，所生产出的生带性能、质量都很不错，完全能够满足元器件及模块设计的要求。2、设计LTCC器件的设计包括电性设计、应力设计和热设计等诸多方面，其中以电性设计最为关键。由于LTCC器件中包括多个等效分

16、立元件，互相间耦合非常复杂，工作频率往往较高，更多的是采用电磁场而不是电路的概念。用过去的集总参数电路设计的方法是无法设计LTCC器件的。3.、工艺设备LTCC器件的显著优点之一是其一致性好、精度高。而这完全有赖于所用材料的稳定性和工艺设备的精度。由于门槛较高且投资较大，目前仅有少数中国厂商着手研发LTCC技术，现在我国的LTCC产业已经初步形成。已有了十余条引进LTCC生产线开始运行。五、结语综上所述，可以看出，LTCC无源集成是目前无源元件领域的发展方向和新的元件产业的经济增长点，应该给予高度的重视，无源元件必然走向集成化。中国是电子元件生产大国，多种无源电子元件产品在世界上均名列前茅。近年来国际电子元件产业进入了一个迅速升级换代的时期。低温共烧陶瓷技术（LTCC）的新一代电子元件已成为电子元件的主流，而集成模块化则是电子元件的主要发展方向。