未来百亿美元市场下陶瓷基板的市场规模和应用发展
根据GII报告显示,受到疫情影响,2020年估算为66亿美元的陶瓷基板的全球市场,预测在2020年~2027年间将以6%的年复合成长率成长,2027年之前将达到100亿美元。陶瓷基板在未来电子科技发展起着十分重要的作用,今天重点就讲述一下未来陶瓷基板市场规模和应用发展
一,未来科技发展陶瓷基板的应用发展概况
随着近年来科技不断升级,芯片输入功率越来越高,对高功率产品来讲,其封装基板要求具有高电绝缘性、高导热性、与芯片匹配的热膨胀系数等特性。
陶瓷基板具有优异的热性能、微波性能、力学性能以及可靠性高等优点,作为电子元器件在高频开关电源、半导体、IGBT、LD、LED、CPV、VCSEL封装中电路板的应用越来越广领域起着非常重要的作用。
当前,市面流通的高端陶瓷基板属于超小型片式元件的载体材料,在其基础上制作的电子元器件被广泛应用于移动通信、计算机、家用电器及汽车电子等领域。
陶瓷基板主要有平面陶瓷基板及多层陶瓷基板。陶瓷基板按照工艺主要分为DPC、DBC、AMB、LTCC、HTCC等基板。目前,国内常用陶瓷基板材料主要为Al2O3、AlN和Si3N4。Al2O3陶瓷基板主要采用DBC工艺,AlN陶瓷基板主要采用DBC和AMB工艺,Si3N4陶瓷基板更多采用AMB工艺。
二,未来各类陶瓷基板的市场规模,未来主要陶瓷基板的市场规模如下:
1、DBC基板(直接覆铜)
其主要用途十分普遍,主要应用于IGBT功率器件、汽车领域、聚光光伏(CPV)、航天航空及其他领域。随着HEV和EV车辆销量的增加,IGBT逆变器/PIM/PIM转换器/MosModules的电源模块的用量则备受瞩目。就DBC陶瓷基板的中下游运用而言,现阶段关键是在IGBT控制模块行业运用范围广,将来在轿车、航天航空、诊疗、工业生产、太阳能发电太阳能、风力等行业将有大量的运用。
据研究显示,2020年全球DBC陶瓷基板收入大约2.89亿美元,预计2026年达到4.03亿美元,2021至2026期间,年复合增长率为8.6%。
2、DPC基板(直接电镀铜)
可应用于:
LED产品:深紫外LED 器件、LED 车灯、LED 植物照明、光固化/催化、医疗美容、紫外防伪;
激光器LD:功率激光器
VCSEL :采用三维陶瓷基板,实现气密封装;预计VCSEL市场将从2019年的12.47亿美元增长到2024年的37.75亿美元,复合年增长率达31%。
2020年,全球DPC陶瓷基板市场规模达到了12亿元,预计2026年将达到17亿元,年复合增长率(CAGR)为5.2%。
3、AMB基板(活性金属钎焊基板)
Amb基板(图片来自网络)
可应用于IGBT功率器件、汽车行业、家用电器、航空航天
IGBT陶瓷片(图来自网络)
AMB陶瓷基板具有较高的结合强度和冷热循环特性。目前,随着电力电子技术的高速发展,高铁上的大功率器件控制模块对IGBT模块封装的关键材料——陶瓷覆铜板形成巨大需求,尤其是AMB基板逐渐成为主流应用。
4、LTCC基板(低温共烧陶瓷)
lTCC基板(图来自网络)
现已广泛应用于各种制式的手机、汽车、蓝牙、GPS模块、WLAN模块、WIFI模块等;此外,LTCC技术在汽车电子领域的应用也非常广泛。由于LTCC器件具有密封性能优、耐高温和抗振动等性能优势。因此其可以被应用在汽车发动机控制ECU模块、制动防抱死ABS模块和各类传感器模块中。
2020年LTCC市场规模为29.4亿元,预计2027年达到70.7亿元,年复合增长率为10.4%;
5、HTCC基板(高温共烧陶瓷)
HTCC基板(图源自网络)
HTCC基板可应用于对热稳定性、基体机械强度、导热性、密封性、可靠性要求较高的大功率封装领域。目前已应用于高频无线通信领域、航空航天、存储器、驱动器、滤波器、传感器以及汽车电子等领域
2020年HTCC在规模为5.06亿元,未来几年年复合增速为7.0%,预计到2027年达到8.9亿元。
三、国内企业唯有创新不断发展,不断提升大规模生产能力
据GII调研数据显示,我国正成为世界电子元件的生产大国和出口大国。随着国际电子信息产品制造业加速向中国转移,下游企业出于相关采购和运输成本的考虑,势必会加大本地化采购比例。
随着近年来大功率半导体元器件LED, LD, IGBT等的迅速发展和使用,高端陶瓷线路板将有很好的发展前景。
由于其具备的特殊技术要求,加上设备投资大、制造工艺复杂,目前,全球核心制造技术主要掌控于罗杰斯、韩国KCC、申和、博世等少数几家知名企业手里。
国内现有技术尚无法实现高端陶瓷基板的大规模产业化生产,但面对当前LED、IGBT功率器件、汽车领域、聚光光伏(CPV)、通信、航天航空及其他领域市场的迫切需求,无论是国家政府还是国产众企业,均希望能实现重大技术突破,改变陶瓷基板长期依赖进口的局面。金瑞欣作为陶瓷基板加工生产企业,同样肩负着国家和电子科技发展的责任,不断提升生产能力,创新陶瓷电路板制作工艺是未来发展的关键。
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