LTCC微波射频模块市场与竞争分析

LTCC微波射频模块市场与竞争分析 ×市×区高新技术产业项目申请材料 LTCC微波射频模块产学研结合项目 LTCC微波射频模块市场与竞争分析(Chap2) 1(LTCC技术特点与产业概况 LTCC (low temperature cofired ceramic)技术是近年来兴起的一种令人瞩目的多学科交叉的整合组件技术。其原理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，并将多个无源组件(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，制成三维空间内集成的无源元件，也可在其表面贴装IC和有源器件，制成无源/有源集成的功能模块，如图1，2。 图1 LTCC集成功能模块(图片来自京瓷) 图2 LTCC集成无源元件(图片来自华新科) 与其它集成技术相比，LTCC具有以下特点: 1)LTCC基板的介电常数可以在根据材料的配比在很大范围内变动，电路 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 更加灵活，比如使用高介电常数(6,80)材料和叠层设计可大大缩小RF频段无源结构的尺寸，低介电常数和分腔式设计可适用于毫米波。 2)陶瓷材料具有优良的高频、高Q特性和高速传输特性; 3)具有良好的温度特性，如较小的热膨胀系数，较小的介电常数稳定系数，适应大电流及耐高温特性要求，且LTCC基板材料的热导率是有机叠层板的20倍，可简化热设计，明显提高电路的寿命和可靠性; 4) 可以制作层数很高(>100)的电路基板，易于形成多种结构的空腔，内埋置元器件形成多芯片功能模块，大大降低封装，焊接成本，缩小体积，同时具有高的电性能与可靠性，耐高温、高湿、冲振，可以应用于恶劣环境; 5)与薄膜多层布线技术具有良好的兼容性，二者结合可实现更高组装密度和更好性能的混合多层基板和混合型多芯片组件; 6)非连续式的生产工艺，便于基板烧成前对每一层布线和互连通孔进行质量检查，有利 1 ×市×区高新技术产业项目申请材料 LTCC微波射频模块产学研结合项目 于提高多层基板的成品率和质量，缩短生产周期，降低成本。 LTCC技术最早由美国开始发展，初期应用于军用产品，后来欧洲和日本厂商将其引入车用与通信产品中。随着电子整机在小型化、便携式、多功能、数字化及高可靠性、高性能方面的需求，对元器件的小型化、集成化以至模块化要求愈来愈迫切。LTCC技术以其优异的电子、机械、热力特性已成为未来电子元件集成化、模组化的首选方式，广泛用于基板、封装及微波器件等领域。 TEK的调查资料显示，2004,2007年间全球LTCC市场产值呈现快速成长趋势。表1给出过去几年全球LTCC市场产值增长概况。 表1 过去几年全球LTCC市场产值增长情况 LTCC 器件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。目前LTCC 技术已经进入更新的应用阶段，包括无线区域网络、地面数位广播、全球定位系统接收器组件、数位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。例如，村田、京瓷、TDK、 Epcos、日立等十多家开发的手机无线开关组件，NEC、村田和和易利信等开发的蓝牙组件都是由LTCC技术制成的。此外，LTCC组件因其体积小，高耐热和耐冲击性，目前在军工和航天设备中广泛应用，预计将來在汽车电子系统上的应用也会非常普遍。图3为目前LTCC器件应用领域所占比例。 图3 LTCC器件应用领域所占比例(来自TEK，2007) 2(LTCC市场需求分析 2(1 全球市场分析 近年来电子产品进入了一个迅速升级换代的时期。其突出表现是插装向表面组装、模拟化向数字化、固定式向移动式、分离式向集成化转变。基于多层陶瓷技术(MLC)和低温共烧陶瓷技术(LTCC)的新一代元件已成为电子元件的主流，新一代电子元件与无源集成技术的发展正在成为高技术发展的制高点和产业生长点。 2 ×市×区高新技术产业项目申请材料 LTCC微波射频模块产学研结合项目 据日本Navian公司调查显示，LTCC技术是目前及未来无源元件发展方向，在未来的通信、WLAN、数字信号处理器、GPS接收组件、家电、汽车电子等领域每年都有上百亿美元的巨大市场。LTCC技术可应用于生产天线、滤波器、双工器、巴伦、耦合器、抗电磁干扰(EMI)滤波器、压控振荡器(VCO)、温度补偿晶体振荡器(TCXO)、隔离器(Isolaotor)、天线开关模块(ASM)、接收模块(RX Module)、发射模块(TX Module)、双工器+功率放大器模块(PA Module)、前端模块(Front end Module)等产品。而日经BP社06年的报道则认为，除小型化无源元件与模块的集成外，单芯片单封装的复合化功能应用领域，如无线LAN收发IC和蓝牙收发IC，与FM收音机调谐器、移动终端用微波数字电视调谐器、GPS、无线标签(RFID标签)等，对于下游也具有较大的市场。 电子元件产业的主要利润点在于新一代高端产品。片式电子元件的全面升级换代，无源集成技术的迅速崛起，为我国元件业提供了一系列实现跨越式发展的技术切入点。通过国家大项目的牵引，组织产学研联合的研发队伍，从材料、制程和设计方面全方位的研究开发，将有望使我国电子元件产业站在高的起点上参与国际竞争。 2(2国内市场分析 据华强资讯调查，目前我国电子元器件市场的供需矛盾仍然比较明显，突出表现为产品供给与整机需求之间的脱节。一方面，国产电子元器件产品主要集中在技术含量较低的低端领域，产量位居世界前列，并大量出口;另一方面，我国也是全球最主要的电子元器件产品进口国之一。形成这种局面的原因在于高端器件研发与产能几乎空白，大量新型电子元器件依靠进口。例如目前我国的片式电感与滤波器产量总和只占全球的不足5%，与我国每年占全球约30,左右的用量严重不成比例，我国几乎所有的领先性电子产品(如移动通信)中所采用的这类基础元件基本上完全被日本、韩国和台湾地区的企业所垄断。 随着我国电子信息整机产品制造的规模化，其对上游产品的配套能力要求日益强烈，电子元器件制造业作为基础产品的重要地位日益明显。目前，我国电子信息产业处于高速增长时期，一方面，新一代电子整机产品市场规模迅速扩张，急需各种电子元器件产品，尤其是新型电子元器件为之配套;另一方面，随着电子整机产品向集成化、小型化方向发展，电子元器件在电子整机产品中所占的比重日益增加，电子整机产品对电子元器件的依存度也越来越大。此外，在国际化的趋势下，国际电子制造产业中心向中国转移，预计未来5,10年，我国的电子元件市场将出现高速增长。 3(市场切入点与盈利前景评估 3(1 与于本土终端产品制造业的需求结合，有利于占有市场 国外射频元件大厂商在LTCC领域布局较久，技术与市场均占有领先地位。技术方面，其在原材料控制，专利技术与产品良率上较有优势。市场方面，在无源元件与射频系统整合过程中，IC解决 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 提供商往往会挑选一些LTCC厂商作为出货时建议配套器件甚至直接提供LTCC封装模块方式供下游制造商采购，以往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，由于IC供应现今仍掌握在美日大厂手中，直接切入可能性不大。但是近几年来台湾等地射频IC方案取得突破(如联发科，雷凌)，以其高性价比迅速在国内众多制造商中普及， 3 ×市×区高新技术产业项目申请材料 LTCC微波射频模块产学研结合项目 采购本土生产的LTCC元件的意愿大幅提高;而且随着终端产品产能过剩，价格和成本竞争日趋激烈，可以预见，元器件的国产化带来的成本优势，支持服务的便利，采购周期的节约，与国内终端生产线的匹配，将会成为下游制造业追逐的重要焦点。但是国内LTCC产品的开发比国外发达国家至少落后五年，拥有自主知识产权的材料体系和器件几乎是空白，虽然本土的LTCC产能、工艺控制与设计技术近年也有迅猛的发展，浙江正原，深圳顺络已成功切入市场，但大多是原陶瓷材料生产厂商通过并购而来，在产品线完整性，专利技术的保有度，与IC厂商的合作度等均远不能满足市场的需求。LTCC器件需求与产能的不足的矛盾必会激化，这将为国内LTCC器件的发展提供良好的市场契机。 综上述，贴近巨大的本土终端产品制造业需求，面向2G，3G的机站、直放站或模块，个人通信/P2P、无线音/视频、蓝牙/Zigbee、移动电视，无线控制及前沿的毫米波UWB，近距大数据量无线传输，UWB模块、民用雷达前端及航空航天的应用，研发生产具有自主专利的LTCC片式无源元件和模组的产品系列，是介入全球市场的既独特又有效的途径。另外，对于通用无源器件如巴伦，耦合器，滤波器，双工器等元件，利用自主研发，国内生产的成本优势，生产国际大厂推荐外围元件的同类替代产品也有是一条抢占国际市场的有效途径。 3(2 LTCC元件进入门槛较高，成功切入后厂商盈利表现均为亮眼 LTCC核心技术包括高频电路设计，有机无机配方设计，工艺控制，高频元件与模块测试，技术含量高，竞争较集中，产品同质化竞争可能性小。比较LTCC厂商的财务报表可以看出，LTCC产品定制程度高，加上新厂进入壁垒高，一旦成功跨入，均有不错的获利表现。 国内及台湾厂商年营收毛利概况 厂商 LTCC比重 2003 2004 2005 2006 2007 2008 华新科 88% 33.7% 36.2% 38.0% 39.7% 40.1% 45.8% 璟德 79% 41.7% 46.2% 51.4% 38.3% 44.5% 55.8% 奇力新 70% 29.0% 28.7% 33.6% 不详 不详 不详 美磊 16% 23.4% 25.8% 26.7% 不详 不详 不详 顺络 38% N/A N/A N/A N/A 23.23% 28.26% 注:资料来自巨潮网，奇摩网与公司网站信息整理 3(3 国家对LTCC产业的支持对国内企业的发展带来良好的环境 近年来，国家“863”、“973” 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 、高技术产业化示范工程项目、电子信息产业发展基金项目等重大研究计划均支持了LTCC相关的研究项目。“十五”期间，新一代高性能片式元件的关键材料与技术被列为“863”重点项目，2007年被列为电子信息八大重点支持项目。近两年来，各地方政府也出台了诸多有关LTCC工艺与技术的技术创新基金与科学计划项目，高新产业也有政策上的优惠，争取到这些资金和优惠政策将是我们实现企业初期跨越式发展的良好助推。 4(公司竞争可行性分析 4(1 行业竞争情况分析 4(1(1 LTCC原材料与产能竞争状况 4 ×市×区高新技术产业项目申请材料 LTCC微波射频模块产学研结合项目 目前，国际上有duPont、Ferro和Heraeus三家提供数种不同介电常数的生带，国内开发LTCC器件的研究所也都在采用这些生带。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，对电子器件设计对生带的要求掌握并不详尽。Heraeus目前似乎更着重于银浆和介电粉料的开发，似有退出生带生产之势。 国内目前LTCC材料基本有两个来源，一是购买国外生带，二是器件生产厂从原料开发制作生带。由于第一种方式会增加生产成本，第二种方式会延缓器件的开发时间，这些都不利于快速、低成本的开发出LTCC器件。目前清华大学材料系、上海硅酸盐研究所等单位正在实验室开发LTCC用陶瓷粉料，尚未到批量生产的程度。国内现尚未出现可系列化的、有自主知识产权的LTCC用陶瓷粉料和陶瓷生带。南玻电子(现属于深圳顺络)正在用进口粉料，开发出介电常数为9.1、18.0和37.4的三种生带，厚度从10μm到100μm，针对不同设计、不同工作频率的器件采取生带厚度系列化，介电常数半系列化的应对措施，为国内LTCC产能最高水平。 第二方面，LTCC量产器件由其加工的高一致性与高精度需要，依赖于所用材料的稳定性和工艺设备的高精度。国内目前尚没有生产厂可制造与LTCC有关的成型设备。据不完全统计，国内南玻电子引进了一条完整的LTCC生产线，另外约有4家研究所已经或正在引进LTCC中试设备，但是仅用于开发军用LTCC模块。 全球LTCC市场占有情况 (资料引自TEK，2007年) 4(1(2 LTCC分类器件设计能力竞争状况 LTCC分类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立元件，互相间耦合非常复杂，工作频率往往较高，用传统的电路设计的方法是无法设计LTCC器件的。 2000年，美国商务部、国家标准与计划研究院和一些大型企业联合发起了 “先进嵌入式无源元件联合研究计划”，据称目前已取得重要成果。一些大型高技术企业，如杜邦、TDK、村田、Bosch、京瓷等也先后参与新一代无源电子元件及其集成技术的角逐。2001年，台湾工业巨头台塑集团启动了“科技台塑”计划，以LTCC模块作为切入点，通过购买美国高科技企业的技术，开发蓝牙模块和移动通信产品，以期先行抢占市场。 5 ×市×区高新技术产业项目申请材料 LTCC微波射频模块产学研结合项目 国内有关LTCC器件设计的研究起步较晚，目前开展的研究多属于军口预研，近两年来虽陆续发表了一些LTCC集成滤波器和天线的报道，但具有实用价值的器件设计报道几乎是空白，成为制约我国LTCC产业发展的另一个重要因素。近四年来我国(包括香港)出现的五家LTCC生产厂商中仅有正原和顺络两家具有一定的产品设计实力，而其他都处于初级阶段，承接客户设计是其LTCC部门主要业务，产品仅局限于两到三种片式天线、滤波器。全球LTCC器件主要厂商产品线比较如下表。 全球LTCC器件主要厂商产品线比较 村田 京瓷 Jonhanson TDK Bosch 璟德 华新科 Antenna N/A N/A N/A ?? ??? ?? ? Filter N/A N/A N/A ???? ??? ?? ? Balun N/A N/A N/A N/A ??? ???? ? Diplexer N/A N/A N/A N/A ??? ??? ?? Hyb./Cpl. N/A N/A N/A N/A ??? ??? ? Divider N/A N/A N/A N/A N/A ??? ??? Ind./Cap. N/A N/A N/A N/A ?? ????? ???? Switch N/A N/A N/A N/A N/A N/A ? Automobile N/A N/A N/A N/A N/A ????? Module N/A N/A N/A N/A ????? ? 注:由各公司产品截至2008年产品数据整理，星级代表该子项产品产量。Hyb./Cpl.: Hybrid/Coupler。Ind./Cap.:Inductor/Capacitor。 4(2 竞争优势分析 1(国际一流水平的LTCC材料生产条件和工艺控制技术可以保证产品良率、电气、温度特性、可靠性均为国际先进水平，生产条件上的技术领先使得相当长时间内低价同质产品替代为不可能。 2( LTCC器件研发、生产核心成员均具有硕士以上学位，博士占60,，既有过硬的技术经验，又有高水平的的创新素质，可以针对各种应用的要求，在应用最普遍的1,3GHz，8,10GHz，24GHz频段开发出分类化，系列化的LTCC元器件产品线。 3(公司主要产品设计均来自自主创新研发，有独家专利保护，拥有较长时间的成本优势与技术优势。 3(同比国内类似产品，我们有先进的技术与工艺带来的良好性能，有产品线系列化，多样化带来的采购优势。 4(同比国外同性能产品，我们自主研发，国内生产的优势可使产品拥有更低的成本，便利的支持服务，与国内生产条件的兼容性好，使得下游制造商同时减少设计，采购，生产的成本和周期，形成竞争优势。 5(国家对高新科技产业的政策优惠能使运营成本进一步降低。 6(公司资金方面能取得政府对高新技术产业的资金支持。 7(LTCC器件国内品牌仅有顺络、正原两家，建立品牌知名度较为容易。 4(3 竞争劣势分析及应对 6 ×市×区高新技术产业项目申请材料 LTCC微波射频模块产学研结合项目 1( 公司前期产品线并不完整，同时研发与经营投入较高，规模化优势不明显，前期市 场开拓具有难度。 2( 公司初期受限于资金，规模较小，取得大型厂商的合作不易。但可以采取研发替代 产品的方式实现市场切入。 3( 台湾LTCC厂商的低价策略对公司产品海外销售将会形成较大威胁。不过，国内终 端制造业占全球比例较大，我们初期立足于国内元件供应，仍可取得较大市场份额; 规模化之后与之采取合作即可实现共赢。 4(4 竞争环境 4(4(1 国外竞争者综述 欧美: 欧美厂商一部分如Bosch，CMAC，Epcos发展起步较早，但其产品集中在RF模块，车用电子功能模块和电感电容，与我们初期市场切入点并不相交。专业的LTCC无源器件供应商只有Johanson Technology，还有一些传统RF器件供应商如Anaren，Skyworks，mini-Circuits也有一部分产品使用LTCC封装形式。欧美厂商技术储备强势，与国际IC解决方案提供商合作紧密，但其生产成本较高，加上国内代理环节，有售价偏高，采购流程较长的劣势。 日本: 日本竞争者主要为村田(Muruda)，象其他几大厂商如Kyocera，NTT等主要LTCC产 优势在于发展品均是功能模块，TDK专门生产陶瓷电感电容，并不产生直接竞争。村田的较早，产品线完备成型，占有较大的市场份额(29,据日经BP)，但其劣势与欧美厂商相同。 台湾: 台湾LTCC产业近五年来发展迅猛，出现了璟德，华新科，霖昱，美磊，奇力新五家品牌厂商，产品集中在LTCC无源元件和WLAN，蓝牙模块上。其中以璟德，华新科，美磊三家产品线较为齐全。台湾厂商除市场份额占优，分销渠道稍有劣势外，其优劣势与我们相仿。 4(4(2(国内竞争者综述 国内声称有LTCC器件生产能力的有九家之多，但多数处于陶瓷材料生产的初级阶段或做针对军品，真正具有有效产能的仅有顺络(原深圳南玻)、正原两家，产品线局限在天线，滤波器，双工器，产品线多样性与系列化还不甚完善。他们的工艺线条件与我们相当，材料上我们还更具优势，且我们有在器件设计技术上有多所研究机构的合作关系，产品线也不局限于此，亦可以与他们形成互补。 4(5 竞争优劣势综述及应对 综上述，我们较国外及台湾对手有生产、运营成本优势和国内分销渠道的优势。与国内对手相比我们有技术上的优势。扬长避短的关键在于市场对于LTCC这种新技术的需求的把握还需要更加明了，广泛的销售渠道的建立，以及在研发及合作研发项目上持续的投入以保持技术的领先。 7