陶瓷封裝行業符合國家產業政策,發展前景廣闊

2023-11-17     普華有策

原標題:陶瓷封裝行業符合國家產業政策,發展前景廣闊

陶瓷封裝行業符合國家產業政策,發展前景廣闊

1、行業介紹

封裝是光電器件製造的關鍵工藝,直接影響到器件性能、可靠性與成本。對於電子封裝而言,其主要功能包括四個方面:保護集成電路防潮、防塵、防震及氣密性;實現電互連,滿足集成電路供電、信號傳輸及智能控制需求;滿足功率器件散熱需求;高溫耐受。為了實現這些功能,通常會考慮以下幾個因素:

首先,保護集成電路是封裝的首要任務。為了確保集成電路在惡劣環境下能夠正常工作,封裝材料的選擇至關重要。常用的封裝材料包括塑料、金屬和陶瓷等,每種材料都有其獨特的優點和適用範圍。例如,塑料封裝具有成本低、重量輕、工藝簡單等優點,但它的防潮、防塵性能相對較差;金屬封裝則具有更好的氣密性和防潮性,但成本較高;陶瓷封裝的防震性能較好,但成本也較高。

其次,電互連是封裝的另一個重要功能。為了滿足集成電路供電、信號傳輸及智能控制需求,封裝內部的引腳設計必須合理。通常採用的多引腳封裝能夠提供更多的連接通道,適應各種複雜的集成電路需求。此外,為了提高封裝的可靠性,還需要對引腳進行鍍金、鍍銀等表面處理,以增強信號傳輸的穩定性和耐久性。

第三,滿足功率器件的散熱需求是封裝的另一個關鍵功能。在電子設備中,功率器件通常會產生大量的熱量。如果這些熱量不能及時散發出去,將會導致設備性能下降甚至損壞。因此,封裝材料的選擇和設計必須注重散熱性能。例如,可以採用導熱性能良好的材料製作封裝,或者在封裝內部增加散熱片,以加快熱量的散發。

最後,高溫耐受也是封裝的一個重要因素。在電子設備的使用過程中,有時會遇到高溫環境或者設備內部溫度過高等情況。為了確保電子設備的正常運行,封裝必須具備高溫耐受能力。為此,可以採用耐高溫的材料製作封裝,或者在封裝內部增加隔熱材料,以降低內部溫度對器件的影響。

2、行業及市場概況

封裝常用材料包括塑料、金屬和陶瓷,陶瓷材料為大功率、高密度、高溫及高頻器件封裝的首選。塑料材料具有價格低廉、工藝成熟以及易加工等特性,但其導熱性導電性較差、熱膨脹係數與器件匹配度低,難以滿足中高端封裝需求。金屬材料較早應用到電子封裝中,其熱導率和強度較高、加工性能較好,但在軍用集成電路領域,傳統金屬基封裝材料由於熱膨脹係數匹配性較差、密度大等特點應用不廣泛。

陶瓷封裝相對於塑料和金屬基材封裝,其優勢在於:低介電常數,高頻性能好;絕緣性好、可靠性高;強度高,熱穩定性好;低熱膨脹係數,高熱導率;氣密性好,化學性能穩定;耐濕性好,不易產生微裂現象。因此,陶瓷材料成為大功率、高密度、高溫及高頻器件封裝的首選。但由於需燒結成型,陶瓷封裝價格較高、生產周期較長,主要應用於對封裝可靠性、穩定性要求較高的特殊領域(軍工、航空、航天、航海等),可滿足相關領域具有高可靠、耐高溫、氣密性強特性產品的封裝需求,隨著國際地緣政治緊張形勢加劇,我國武器裝備自主可控及國產化要求不斷提升,軍用集成電路陶瓷封裝服務的需求維持快速增長趨勢。

隨著科技的飛速發展,功率半導體器件在電子產品中的應用越來越廣泛,同時對電子產品的各方面性能要求也不斷提高。在這個背景下,陶瓷封裝憑藉其獨特的優勢,在半導體照明、雷射與光通信、航空航天、汽車電子、深海鑽探等領域得到了廣泛應用,展現出了廣闊的應用前景。

陶瓷封裝本身具有高熱導率、高絕緣性、高氣密性等性能,使其在功率半導體器件的應用中具有不可替代的作用。首先,陶瓷封裝能夠有效地將半導體器件產生的熱量傳導出去,確保了半導體器件的穩定性和可靠性。其次,陶瓷封裝的絕緣性能保證了半導體器件的安全使用,防止了短路和電擊等事故的發生。最後,陶瓷封裝的高氣密性能夠保護半導體器件不受外界環境的影響,從而延長了其使用壽命。

在半導體照明領域,陶瓷封裝的應用使得照明設備具有更高的亮度和更長的壽命。在雷射與光通信領域,陶瓷封裝能夠有效地保護雷射器件,提高了通信設備的穩定性和可靠性。在航空航天領域,陶瓷封裝的應用能夠確保航空電子設備的正常運行,保證了航空安全。在汽車電子領域,陶瓷封裝能夠提高汽車電子設備的耐用性和可靠性,使汽車更加安全可靠。在深海鑽探領域,陶瓷封裝能夠保護深海探測設備免受海水和高壓的侵襲,提高了設備的穩定性和可靠性。

目前全球陶瓷封裝行業的主要廠商包括村田製作所、東芝、Murata Manufacturing Co.、TDK Corporation、Kyocera Corporation、中電科十三所等,行業的競爭格局相對穩定,大型企業占據主導地位,同時中小型企業也有一定的市場空間。未來行業的競爭將進一步加劇。

由於陶瓷封裝在高溫、高壓、高頻等極端環境下具有出色的耐受性能和可靠性,因此陶瓷封裝在軍工領域應用非常廣泛,可以用於製造雷達系統、無線通訊設備、衛星通訊設備、飛彈、太空飛行器、軍用電子設備等軍用產品,以滿足武器裝備對於高性能、高可靠性、抗振動、抗衝擊等特殊要求。

3、國防預算支出持續增長為軍用集成電路陶瓷封裝服務提供良好的發展支持

根據財政部的統計,「十三五」軍費預算支出較「十二五」期間增長近 50%,我國 2023 年中央軍費預算為 1.55 萬億元,較 2022年增長了 5.3%,連續七年超過一萬億元。

4、行業的主要壁壘構成

(1)資質壁壘

我國軍品生產及銷售存在嚴格的資質審核制度和市場准入制度,具體表現在我國對武器裝備科研生產承製單位實施資格審查,武器裝備需納入軍方型號管理,由軍方組織項目綜合論證,在軍方的控制下進行型號研製和設計定型,項目審核程序嚴格且時間較長。軍工武器裝備市場中的供應商必須擁有相關軍工資質,而相關資質獲取流程較多、時間較長、難度較大,因此對潛在市場進入者構築了較高的資質壁壘。

(2)人才壁壘

陶瓷封裝行業需要結合不同領域專業知識,不斷豐富企業產品和服務種類,形成多樣化的全面產品布局,滿足客戶的差異化需求。因此陶瓷封裝企業需要大批專業素質過硬、從業經驗豐富的優秀的技術人才。我國在相關行業起步較晚,高素質復合型人才較為匱乏,而企業的技術人才需通過多年的工作經驗積累才能形成,同時伴隨軍用集成電路行業技術的逐步升級和競爭的不斷加劇,行業內各企業對專業技術人才的需求愈發增大,優秀人才獲取難度不斷加大,因此本行業對於潛在的市場進入者有一定的人才壁壘。

(3)技術壁壘

陶瓷封裝行業屬於技術密集型行業,具有複雜程度高、集成度高和精密度高的特點,需要市場參與者在具備較為紮實的技術儲備。此外,隨著下游相關領域對武器裝備性能指標需求以及質量可靠性水平需求的不斷提高,相關供應商為了保持技術領先性及產品競爭力,在已形成相當規模技術儲備及產品矩陣的基礎上,仍持續進行新技術、新產品的開發投入,同時,隨著國際地緣政治形勢愈發緊張,國防軍工領域對於武器裝備自主可控及國產化的要求愈發加強,軍工產品市場中供應商的國產化程度決定了其是否可以適應並在未來軍工行業中可持續發展。綜上,陶瓷封裝行業對潛在的市場進入者具有較高的技術壁壘。

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文章來源: https://twgreatdaily.com/zh/7294e2dac10403561de6dea1004365cc.html