随着电子封装技术逐渐向着小型化、高密度、多功能和高可靠性方向发展，电子系统的功率密度随之增加，散热问题越来越严重。对于电子器件而言，通常温度每升高10°C，器件有效寿命就降低30%~50%。因此，选用合适的封装材料与工艺、提高器件散热能力就成为发展电子器件的技术瓶颈。

其中，基板材料的选用是关键环节，直接影响到器件成本、性能与可靠性。常用的基板材料主要包括塑料基板、金属基板、陶瓷基板和复合基板四大类。目前，陶瓷基板虽然不是处于主导地位，但由于其良好的导热性、耐热性、绝缘性、低热膨胀系数和成本的不断降低，在电子封装特别是功率电子器件中的应用越来越广泛。

陶瓷基板按照工艺主要分为DPC、DBC、AMB、LTCC、HTCC等基板。根据GII报告显示，2020年陶瓷基板全球市场规模约为65亿美元，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。

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陶瓷基板分类

1、HTCC基板(高温共烧陶瓷)

HTCC基板制备过程中先将陶瓷粉(Al2O3或AlN)加入有机黏结剂，混合均匀后成为膏状陶瓷浆料，接着利用刮刀将陶瓷浆料刮成片状，再通过干燥工艺使片状浆料形成生胚;然后根据线路层设计钻导通孔，采用丝网印刷金属浆料进行布线和填孔，最后将各生胚层叠加，置于高温炉(1600℃)中烧结而成。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。

根据Market Watch的统计数据，2021年全球HTCC陶瓷基板市场规模约为22.12亿美元，预计2028年达到38.75亿美元，年复合增长率为8.3%左右。HTCC陶瓷基板行业市场集中度比较高，前三大厂商日本京瓷，日本丸和与日本特陶占据80%的全球HTCC陶瓷市场份额，行业内主要竞争者数量少，属于寡头竞争。

2、LTCC基板(低温共烧陶瓷)

为了降低HTCC制备工艺温度，同时提高线路层导电性，业界开发了LTCC基板。与HTCC制备工艺类似，只是LTCC制备在陶瓷浆料中加入了一定量玻璃粉来降低烧结温度，同时使用导电性良好的Cu、Ag和Au等制备金属浆料。LTCC基板制备温度低，但生产效率高，可适应高温、高湿及大电流应用要求，在军工及航天电子器件中得到广泛应用。

根据Market Watch发布的报告，2022年LTCC陶瓷基板的市场规模预计可达12.949亿美元，预计2028年市场规模将达到18.682亿美元，年复合增长率为6.3%。全球LTCC陶瓷基板的主要供应商包括村田制作所，日本京瓷，TDK株式会社等。

3、DPC基板(直接电镀陶瓷基板)

直接板铜dpc陶瓷基板，又称直接镀铜陶瓷基板，也是一种将薄膜电路与电镀工艺相结合的新型陶瓷基板技术。它不仅用于在舞台、景观、汽车前照明灯等传统照明，而且还用于高功率器件的封装，比如垂直腔面发射激光器（VCSEL），还包括了紫外线发光二极管（UV LED）等半导体器件。总之，dpc陶瓷基板它结合了陶瓷加工技术和技术的优点。材料技术具有高导热性、高绝缘性、高电路精度、高表面平整度、热膨胀系数等特点。

dpc陶瓷基板工艺采用薄膜制造技术，真空镀膜法在陶瓷基材上溅射和结合铜金属复合层，使铜和陶瓷基板具有超强的粘接力，然后利用黄光微阴影的光刻胶进行在曝光、显影、刻蚀和flm去除工艺完成电路生产，最后通过电镀/化学镀增加电路的厚度。去除光刻胶后，完成金属化电路制作。

dpc陶瓷基板更符合未来高密度、高精度、高可靠性的发展方向。对于各大半导体行业厂商来说，dpc陶瓷基板是更为合适的选择。展至科技将继续努力创造高品质的产品，为客户提供更满意的产品和服务，实现与客户的双赢合作。

根据HNY research发布数据，2021年全球DPC陶瓷基板市场规模大约为21亿美元，预计2027年将达到28.2亿美元，2022-2027期间年复合增长率(CAGR)为5.07%。全球主要的DPC陶瓷基板供应商包括日本京瓷、日本丸和、台湾同欣电子等。

4、DBC基板(直接键合铜陶瓷基板)

该基板由陶瓷基片(Al2O3或AlN)与铜箔在高温下(1065℃)共晶烧结而成，最后根据布线要求，以刻蚀方式形成线路。DBC具有导热性好、绝缘性强、可靠性高等优点，已广泛应用于IGBT、LD和CPV封装。

QY Research调研显示，2021年全球DBC陶瓷基板市场规模大约为3亿美元，预计2028年将达到5.5亿美元，2022-2028期间年复合增长率(CAGR)为9.0%。主要DBC陶瓷基板厂商包括美国Rogers、韩国KCC、日本Ferrotec旗下的江苏富乐华半导体科技股份有限公司等。

5、AMB基板(活性金属焊接陶瓷基板)

AMB陶瓷基板是DBC工艺的进一步发展，该工艺通过含有少量稀土元素的焊料来实现陶瓷基板与铜箔的连接，其键合强度高、可靠性好。该工艺相较于DBC工艺键合温度低、易操作。

根据QY Research报告，2021年AMB陶瓷基板市场规模约为0.9亿美元，预计2028年增长到3.8亿美元，复合增长率高达22.7%。主要供应商包括美国Rogers、德国Heraeus、日本电化株式会社(Denka)、日本同和(DOWA)。

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材料方面，氮化铝、氮化硅将会起飞

目前陶瓷基板的主要材料以氧化铝（Al2O3）、氮化铝（AlN）和氮化硅（Si3N4）三类为主。氧化铝陶瓷基板价格低廉(约为氮化铝的1/10)，生产工艺成熟，目前产量最大，应用面最广。但是，氧化铝陶瓷基板的导热性能已无法满足大功率芯片的散热要求。

氮化铝的热导率是氧化铝的5倍，并且具备与硅材料相匹配的热膨胀系数，在大功率电力电子，以及其他需要高热传导的器件中，逐渐替代氧化铝陶瓷，是目前发展最快的陶瓷基板。

氮化硅被认为是综合性能最好的陶瓷基板材料，虽热导率不如氮化铝，但其抗弯强度、断裂韧性都可达到氮化铝的2倍以上。同时，氮化硅陶瓷基板的热膨胀系数与第三代半导体碳化硅相近，使得其成为碳化硅导热基板材料的首选。

综合来看，氮化铝陶瓷基板与氮化硅陶瓷基板最具发展前景。

2021年全球氮化硅陶瓷基板市场规模在4亿美元左右，在新能源汽车等终端市场需求推动下，中国已经成为全球重要的氮化硅陶瓷基板消费国，国内产品主要依赖进口，国内市场规模从2017年的0.27亿美元增长至2021年的1.20亿美元，GAGR为45.2%。随着IGBT和碳化硅MOS在新能源车领域的渗透率越来越高，市场空间有望进一步提升。

氮化铝基板的生产能力主要集中于全球少数厂家，其中日本是全球最大的氮化铝基板出口国，核心厂商为日本丸和、京瓷等。国内已涌现一批具备氮化铝基板批量生产的企业，龙头公司的产能已超50万片/月，逐步接近日本丸和。随着高质量氮化铝基板的生产能力不断提升，未来有望改变高性能陶瓷基板长期依赖进口的局面。

目前氮化铝陶瓷基板的市场空间约10亿元，2019年-2022年，国内氮化铝陶瓷基板市场空间的复合增长率超20%。随着下游大规模集成电路、IGBT、微波通讯、汽车电子及影像传感等产业的迅速发展，以及在电子器件功率提升的大背景下，氮化铝的应用规模将进一步扩大。根据行业专家预测，未来几年，氮化铝陶瓷基板的市场空间增速仍将保持在20%以上，按此增长速率计算，则2026年氮化铝陶瓷基板的市场空间有望达到20亿元。

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广阔的市场前景

全球陶瓷基板市场火爆，市场规模稳步增加

根据华西证劵研究所报告显示，2020年全球陶瓷基板市场规模达到89亿美元，预计2026年全球规模将达到172.9亿美元，涨幅达到94.27%，市场前景广阔。

高功率IGBT模块持续推动DBC/AMB陶瓷基板市场扩大

DBC陶瓷基板具有高强度、导热性能强以及结合稳定的优质性能，而AMB陶瓷基板是在DBC的基础上发展而来的，结合强度相对更高。近年来随着新能源汽车、光伏储能行业的快速发展，IGBT功率模块的需求快速增长，对于DBC、AMB陶瓷基板的需求也不断增加。目前DBC陶瓷基板主要生产厂家有罗杰斯、贺利氏集团、高丽化工等；AMB陶瓷基板主要生产厂家有罗杰斯、日本京瓷、日本丸和等。

LED需求量提高

LED芯片对于散热要求极为苛刻，车载照明将进一步提升AlN基板的需求。目前单芯片1W大功率LED已产业化，3W、5W，甚至10W的单芯片大功率LED也已推出，并部分走向市场。这使得超高亮度LED的应用面不断扩大，从特种照明的市场领域逐步走向普通照明市场。由于LED芯片输入功率的不断提高，对这些功率型LED的封装技术提出了更高的要求。而传统的基板无法承载高功率的热能，氮化铝陶瓷具有良好的导热和绝缘性能，能够提高LED功率水平和发光效率。功率LED已经在户外大型看板、小型显示器背光源、车载照明、室内及特殊照明等方面获得了大量应用。

第三代半导体SIC加速上车-AMB急速获益

SiC加速上车，AMB随之受益，Si3N4陶瓷基板的热膨胀系数与第3代半导体衬底SiC晶体接近，使其能够与SiC晶体材料匹配性更稳定。虽然国内AMB技术有一定积累，但产品主要是AIN-AMB基板，受制于Si3N4基片技术的滞后，国内尚未实现Si3N4-AMB的商业化生产，核心工艺被美国、德国和日本等国掌握。

结束语

鉴于陶瓷具有良好的导热性、耐热性、高绝缘、高强度、低热胀、耐腐蚀和抗辐射等优点，陶瓷基板在功率器件和高温电子器件封装中得到广泛应用。目前，陶瓷基片材料主要有Al2O3、AlN、Si3N4、SiC、BeO和BN。由于Al2O3和AlN具有较好的综合性能，两者分别在低端和高端陶瓷基板市场占据主流，而Si3N4基板由于抗弯强度高，今后有望在高功率、大温变电力电子器件（如IGBT）封装领域发挥重要作用。工艺、结构方面，今后陶瓷基板将主要继续沿着高精度、小型化、集成化方向发展。

文章来源： 粉体网， 新型陶瓷， 展至科技