2003年換機熱潮的興起,全球LTCC市場與2002年相比成長10%,為8.33億美元,2004年將成長29%,達到10.73億美元。
在手機射頻電路運用LTCC進行整合的需求愈來愈高趨勢下,全球LTCC市場的產值將大幅增加,2005年全球LTCC市場將達到14.98億美元,成長幅度達40%...
2003年換機熱潮的興起,全球LTCC市場與2002年相比成長10%,為8.33億美元,2004年將成長29%,達到10.73億美元。
在手機射頻電路運用LTCC進行整合的需求愈來愈高趨勢下,全球LTCC市場的產值將大幅增加,2005年全球LTCC市場將達到14.98億美元,成長幅度達40%。由LTCC應用市場比例來看,56%的應用市場於通訊產品,18%的應用市場用於汽車產業中。
近年來無線通訊產品等需求成長快速,無線通訊產品的發展講求輕薄短小,功能則日益增強,成為未來產品設計與應用的重點。產品功能的增強意謂著電路設計將愈趨複雜化且包含的元件也愈多,但產品體積卻要求也愈來愈小,整合將成為未來零組件發展的趨勢。由表1被動元件的演進可知,被動元件技術的發展是從獨立式電阻器、電容器與電感器元件,轉變成排列及網路型態的電阻器與電容器,近幾年低溫共燒陶瓷(Low Temperature Co-fired Ceramic;LTCC)的整合型元件技術日漸成熟,將主被動元件整合於同一基板上,目前手機、藍芽的射頻電路均利用LTCC進行整合成為模組,以提升元件的整合性。
LTCC是以陶瓷作為電路基板材料,內外電極可分別使用銀、銅、金等,每一層基板均為LTCC生胚,在每一層生胚印上導電金屬層,藉由通孔(Vias)連接每一層內埋式被動元件,其中許多內埋式的被動元件是利用平行印刷塗佈方式於基板上,在攝氏約900多度的燒結爐中進行共燒,至於無法內埋之元件則黏著於基板表面。
由於LTCC整合電阻、電容與電感、電、光、熱及電源等陶瓷塗層/基板材料技術,以滿足高頻用不同功能組合之基板需求,且以陶瓷介電材料為基板之產品具有良好的高頻特性,因此近6成的使用比例用於無線通訊產品中。
手機的射頻電路功能在於傳送、接收並處理無線通訊電波訊號,在電路上主要係由天線開關模組、SAW Filter、低雜訊放大器、功率放大器模組、射頻收發器(Transceiver)與振盪器6個部分組成。
全球封裝大廠Amkor與被動元件大廠EPCOS認為手機射頻電路可分為兩個方向來進行整合,第一個方向是整合天線開關模組、SAW Filter、Switch與低雜訊放大器,成為射頻前端模組(Front End Module;FEM),後續的整合射頻前端模組(FEM)更將整合功率放大器模組(PAM),成為具有整合濾波器的功率開關模組(Power Switch Module with integrated Filter;PSMiF),但也有另一個看法是RF Transceiver IC與FEM相整合成為射頻收發模組(Transceiver Module)。
第二個方向是天線開關模組結合功率放大器模組,成為功率開關模組,後續的整合RF Transceiver IC與SAW Filter、低雜訊放大器(LNA)將整合成為射頻收發模組。由表2手機射頻電路整合趨勢來看,不管是從哪一方向開始整合,均朝向將手機射頻電路整合於同一模組中的方向邁進。目前手機運用LTCC的主要是以射頻前端模組(FEM)為主,整合天線開關模組(ASM)、SAW Filter與Switch。
再由市場趨勢來看手機射頻模組的發展,LTCC技術的興起,手機射頻前端模組由2003年的3,000萬套成長至2007年的27,000萬套,2003~2007年複合成長率功率73%,開關模組(PSM)則由2003年的2,500萬套成長至2007年的41,000萬套,成長101%,射頻收發模組則由2003年的2,200萬套成長至400,000萬套,由於整合技術趨勢的興起,功率放大器模組(PAM)與天線開關模組(ASM)則逐年衰退,由全球手機射頻模組的出貨量來看,整合天線開關模組(ASM)與功率放大器模組(PAM)的功率開關模組(PSM),與整合RF Transceiver IC與SAW Filter、低雜訊放大器(LNA)的射頻收發模組,將成為手機射頻元件整合的主流。
藍芽模組是所有無線通訊產品中採用LTCC基板來進行封裝中比例最高。運用LTCC製作的藍芽模組,將Filter、Balun與Matching Network等元件內埋至LTCC基板內,並將RF IC、Baseband與ARM uC等IC封裝於LTCC基板上,其他元件Cystal、RAM與被動元件則表面黏著於PCB上。目前日商太陽誘電發展出尺寸全球最小尺寸的藍芽模組,尺寸為7.0mm x 7.0mm x 1.8mm的藍芽模組。
2003年換機熱潮的興起,全球LTCC市場與2002年相比成長10%,為8.33億美元,2004年將成長29%,達到10.73億美元,在手機射頻電路運用LTCC進行整合的需求愈來愈高趨勢下,全球LTCC市場的產值將大幅增加,2005年全球LTCC市場將達到14.98億美元,成長幅度達40%。由LTCC應用市場比例來看,56%的應用市場於通訊產品,18%的應用市場用於汽車產業中。
LTCC近幾年成長快速,且主要應用於通訊產品中,是我國未來應積極發展的產業之一,以下將探討我國發展LTCC的SWOT分析。在優勢方面,我國被動元件產業甚具規模、技術能力佳,IC設計業者與LTCC基板業者合作,採取策略聯盟方式進軍LTCC市場,提升我國LTCC產業的競爭力。
在劣勢方面,陶瓷基板原材料配方掌握於歐日廠商,我國在發展LTCC時成本不易掌控。在機會方面,我國手機自有品牌與ODM出貨量逐年增加,手機電路的設計技術自主性日益提高,對於零組件自主性的需求也跟著增加。在威脅方面,日本零組件廠商持續看好LTCC產品未來的應用市場潛力,挾其原材料與技術優勢,開發各式相關產品,對我國發展LTCC產業構成很大的威脅。
針對我國發展LTCC技術的困境發展解決之道,利用我國IC設計的優勢,與IC設計業者結合致力於製程的研發,以降低在陶瓷基板原材料配方掌握於歐日廠商的劣勢,在高精度積層/多層技術方面,應建立超微陶瓷粉體及高分散成膜技術,以達薄層化與精準堆疊之目標。
在封裝技術方面,應開發含凹穴基版及氣密封裝技術方面,應以提供高頻/寬頻無線通訊及光通訊產品之應用;在內藏元件技術方面,應以開發高頻/高Q材料及高頻材料量測技術,並利用電極、R/L/C材料匹配與異質共燒技術,達功能元件內埋級模組小型化目標。
在3D電路設計測試技術方面,應以建立材料、製程之資料庫、進而達到模組設計能力。此外我國LTCC業者更應把握手機零組件自主需求提高的機會,與下游手機系統業者合作,開發所需的整合性元件產品,避免日系LTCC廠商開發各式相關產品的威脅。