低温共烧陶瓷(Low-Temperature Cofired Ceramics;LTCC)是以陶瓷作为电路基板材料,内外电极可分别使用银、铜、金等金属,在约摄氏900多度的烧结炉中,将被动组件(如低容值电容、电阻、滤波器、阻抗转换器、耦合器等组件埋入多层陶瓷基板中)以平行式印刷涂布制程烧结形成整合式陶瓷组件。
LTCC为近年来相当受人瞩目整合组件技术,因为陶瓷与硅的材质极接近,因此适合与IC芯片连接,且具有省空间、降低成本的优点,并且所制造的模块具有IC封装、埋入式被动组件及三度空间高密度电路连接的功能。另外,LTCC整合型组件包括各种基板承载或内埋各式主动或被动组件的产品,整合型组件产品项目包含零组件(Components)、基板(Substrates)与模块(Modules)。由于LTCC是以陶瓷为介电材料,具有高Q值与高频的特性,因而非常适用于高频通讯模块中,LTCC主要用于手机通讯、蓝芽(Bluetooth)、无线网络(WLAN)与全球卫星定位系统(GPS)的产品中。目前通讯产品中运用LTCC技术制作的整合型组件有功率放大器、天线、滤波器等。
低温陶瓷共烧发展机会与威胁
WLAN与蓝芽模块整合程度日益提高,我国台湾掌握全球WLAN硬件出货量80%以上的市场,以及台湾自有品牌与ODM出货量逐年提高,手机、WLAN与蓝芽模块电路的设计自主性提高,且近几年我国台湾业界已出现IC设计业者与LTCC基板业者合作的迹象,未来采策略联盟方式进军LTCC市场将更具竞争力。但台湾LTCC厂商均以制造LTCC组件制品为主,但未来LTCC制品市场中运用LTCC制作的组件数目逐渐减少,逐渐被LTCC模块与基版所取代,且陶瓷基板原材料配方掌握于欧日厂商,使得我国台湾在发展LTCC时成本不易掌控,为台湾发展LTCC的隐忧。此外值得注意的是日本零组件厂商持续看好LTCC产品未来的应用市场潜力,挟其原材料与技术优势,开发各式相关产品,对台湾业者构成很大的威胁,尤其台湾的LTCC技术多半来自与日系厂商的交流合作,重要的专利多掌握在村田制作所、太阳诱电、与京瓷等大厂的手中,台湾业者面对的智能财产权问题并不严重,但手机LTCC制品的认证期较长,相对造成台湾手机上游零组件业者的阻力,且由于台湾业者普遍在射频组件的量测技术掌握较为薄弱,因此,目前市场多仍掌握在日系厂商的手中为主;而日系业者在射频组件的开发上,多已从单颗组件往系统方向布局,因此短期内日系业者的技术优势,仍难被打破,且韩国业者近几年来也积极投入LTCC基板技术,台湾业者亦不容忽视。
低温陶瓷共烧技术发展之瓶颈
目前我国台湾业者在RF领域缺乏领导、或规模较大的厂商,且对规格标准无任何主导权,因此,在经营上相对辛苦,以手机的PA来说,尽管目前台湾已有源通、加达士、台达电等多家业者投入,然由于PA在RF应用领域相当重要,手机厂对产品的可靠度、信赖度等,要求相对较高,因此,尽管台湾业者陆续有产品出炉,但碍于手机厂欲更换台制PA应用不易,相对也增加PA业者欲从中获利的时间,RF收发器在应用上,同样面临相关问题,除开发较为困难外,业者须掌握软件及系统应用的观念与技术,才可能在产品的推广上有较好的接受度,因此,也增加我国台湾业者进入的困难与门槛。然值得庆幸的是,除功率放大器及RF收发器外,在其它相关RF组件的发展,则可看到台湾业者已有较好的成绩,如投入SAW Filter生产的台湾嘉硕与晶技等,其在业务的开拓上,陆续有不错的成绩,其中嘉硕已取得与台湾数家手机业者合作的机会;在LTCC制程及相关应用的产品,如双工器、耦合器等的发展上,包括璟德、达方、台塑讯科、美磊等业者,陆续在不同领域的产品开发上,也有成果显现。在手机RF发展方面,建议国内LTCC业者,应朝整合性模块方向前进,如何更加掌握系统观念、快速提升产品可靠性与市场主导性,企图进而增加产品的多元化及附加价值,仍成业者能否在市场胜出的主要关键。
在蓝牙产品方面,已使用LTCC模块的比例很高,而LTCC在WLAN市场也是相当有潜力的,由于LTCC基板具有体积小、高频特性佳、及整合度高的优点,在LTCC产品中主要应用于WLAN天线模块、WLAN PA模块、及WLAN RF模块等,以目前我国台湾无线局域网络(WLAN),及手机市场相较,由于WLAN的进入障碍较低,且台湾WLAN的产品生产已拿下全球近8成的占有率,已是全球WLAN的主要制造地区,因此,导入台湾产零组件的意愿较高,台湾LTCC基板厂商更应致力积极切入。因此LTCC是我国台湾厂商应积极投入的整合型组件技术。