LTCC(低温共烧陶瓷,Low Temperature Co-fired Ceramic)滤波器是通过高精度印刷叠层技术及低温烧结技术等多种工艺过程而制成的多层陶瓷滤波器。基于这种工艺平台,可以设计和制造从很低的频率(10MHz 到 100GHz)到很高的频率(100GHz 甚至太赫兹)的各种滤波器。
LTCC 滤波器产品具有优良的高频、高速传输以及宽通带的特性,此外 LTCC滤波器尺寸小、性能优、可靠性高、成本低、抗电磁干扰好、不必另加封装。陶瓷材料的介电常数可以从 4.8 到 70 可选,高介电常数对应低频应用,低介电常数对应高频应用。
LTCC 可以实现三大无源器件(电阻、电容、电感)及其各种无源器件(如滤波器、变压器等)封装于多层布线基板中,并与有源器件(如功率 MOS、晶体管、IC 模块等)共同集成为完整的电路系统。
现已广泛应用于各种制式的手机、蓝牙、GPS 模块、WLAN 模块、WIFI 模块等;此外,由于其产品的高可靠性,在汽车电子、通讯、航空航天与军事、微机电系统、传感器技术等领域的应用也日益上升。
LTCC 射频滤波器市场规模受 5G 基站建设及移动智能终端需求等多重因素的驱动。在 5G 基站全面展开及移动终端稳定出货的背景下,LTCC射频滤波器行业的市场规模持续快速增长。根据 QYResearch 的统计及预测,2023年全球LTCC射频滤波器市场销售额达到了3.52亿美元,2024年预计将达到3.76亿美元,2030 年将达到 6.04 亿美元,年复合增长率(CAGR)为 8.21%(2024-2030)。
从生产端来看,目前全球主要厂商包括村田、TDK、华新科技、国巨股份(奇力新)、顺络电子、ACX 璟德、麦捷科技和 Mini-Circuits 等。2023 年前八大厂商份额占有大约 88%的市场份额。LTCC 射频滤波器行业主要由日本、中国台湾等厂商主导,2023 年分别占有全球 40%和 35%的市场份额,在产品质量、专利技术、材料体系、设备自动化、规格标准主导权等方面优势巨大。国内厂商目前主要是顺络电子和麦捷科技,2023 年二者共占有全球 16%的市场份额。从消费层面来看,目前中国是全球最大的消费市场,2023 年市场规模为 1.54 亿美元,约占全球的 43%,预计 2030 年将达到 2.98 亿美元,届时全球占比将达到 49%。
从产品类型及技术方面来看,LTCC 带通 BPF 滤波器占据主导地位,预计 2030年份额将达到 55%。进入 5G 时代,低温共烧结陶瓷 LTCC 优势显著。LTCC 拥有高导电率、低 Q 介质、低工艺温度、导体印刷高精度、良好的介质材料厚度控制、对层数无限制等优点,在高频特性、密封性和散热等性能上具备优越性。消费电子及网通(如智能手机、基站等)是最大的下游市场,占有大约 91%的市场份额。预计接下来几年,车载需求也将扮演愈加重要的角色。
国内厂商起步较晚,在技术积累方面也较为缓慢,导致 LTCC 产业与国外企业的差距越来越大。随着高端市场对 LTCC 元器件、陶瓷封装、大功率陶瓷基板等需求的增长,国内厂商也开始意识到 LTCC 技术的重要性和巨大的发展空间。
此外,受国际贸易摩擦影响,LTCC 产品国产化替代的市场空间巨大。由于 LTCC行业技术门槛较高,目前仅有少数国内厂商在着手研发 LTCC 技术,形成批量供应能力的企业更是少数,技术能力和产量水平目前还远远不能满足国内相关领域的发展需求。在中美贸易摩擦背景下,中国政府愈加注重通信设备领域的自主可控。
作为通信领域的核心零部件之一,滤波器国产化替代已成必然趋势。虽然目前国内 LTCC 滤波器自给率较低,但国内替代需求量大、下游厂商助力、技术差距逐步缩小、生产配套能力逐步加强四大积极因素助力滤波器国产化替代加速。
未来无源器件的重要发展趋势即模块化,整合有源器件及无源器件,并同时达到小型化及低成本的要求,LTCC 技术是目前市场认可的无源器件集成模块化主要解决方案。与其它集成技术相比,LTCC 材料的介电常数可以在很大范围内变动,增加了电路设计的灵活性;
陶瓷材料具有高频、高 Q 值和高速传输特性;制作层数高的电路基板易于形成多种结构的空腔,免除了封装组件的成本,且更多布线层数易于实现多功能化;基于良好的温度特性,可简化热设计,明显提高电路的寿命和可靠性;与薄膜技术具有良好的兼容性,易于实现多层布线与封装一体化结构,耐高温、高湿、冲振,可应用于恶劣环境。
因此,采用 LTCC 工艺制作的基板可实现 IC 芯片封装、内置无源元件及高密度电路组装的功能。
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