DPC陶瓷基板下游应用情况如何?

DPC陶瓷基板下游应用情况如何?

最佳答案 匿名用户编辑于2023/08/04 09:16

DPC 陶瓷基板随下游推广及国产替代进入快速发展新阶段。。

1.HPLED:工商业照明渗透率提升,景观与汽车照明需求保持增长

氮化铝 DPC 陶瓷基板已成为大功率 LED 的必需品。HPLED(大功率发光二 极管)作为第四代电光源,相较白炽灯、荧光灯等传统光源,具备体积小、效率 高、寿命长、电光转换效率高、绿色环保等优势,在户外和工业照明市场获得广泛 应用,并逐步向汽车前灯、手机闪光灯、紫外 LED 灯等新兴领域渗透。由于陶瓷 基板具有高绝缘、高导热和耐热、低膨胀等特性,特别是采用垂直通孔技术的 DPC 陶瓷基板,可有效满足倒装共晶、COB(板上芯片封装)、CSP(芯片尺寸封装)等技 术白光 LED 封装需求。

白炽灯替换需求背景之下,我国 LED 照明产品渗透率不断提升。据国家半导 体照明工程研发及产业联盟产业研究院(CSA)数据显示,2021 年我国 LED 照 明行业市场规模达 9428 亿元,同比增长 9.3%,预计 2022 年我国 LED 照明行业 市场规模有望达到 10085 亿元。技术发展以及产业化、商业化进程的推进,推动 LED 在民用、商用、工业领域的广泛应用,市场边界不断拓展延伸。2021 年 LED 下游通用照明 47%、显示屏 15%、景观照明 11%、背光应用 7%、汽车照明 2%、 信号及指示 1%、其他 17%。随着 LED 不断替代白炽灯,我国 LED 照明产品渗 透率不断提升,从 2017 年 65%提升至 2021 年 80%。

1)景观照明:道路照明替代需求庞大,文旅景观照明仍保持增长。随着城镇 化带动城镇建设升级、新技术带动智能化浪潮、夜间经济和文旅经济带动 光环境的营造,景观照明持续为大功率 LED 产业提供成长动能。我国城 市道路长度 2021 年接近 50 万公里,道路照明用灯超 3000 万盏,而据 中国照明电器协会统计,目前道路照明以高压钠灯为主(48.3%),其次 LED(29.6%),LED 替代需求庞大。此外,根据 CSA 市场调研及中国 照明电器行业协会等相关行业组织统计,LED 占景观照明光源 80%以上。 预计 2025 年景观照明市场规模将达到 1468.66 亿元。

2)汽车照明:汽车产销复苏拉动照明需求,LED 汽车头灯渗透率持续提升。 据中国汽车工业协会预测,2022 年汽车总销量达 2686.4 万量,同比增长 2.1%,其中新能源汽车超 680 万辆,同比增长 90.3%。LED 近年在新能 源 汽 车 高 速 发展 以 及汽 车 新 四 化 趋势 下 渗透 率 不 断 攀 升。 根 据 TrendForce 集邦咨询分析,2021 年 LED 头灯渗透率于全球乘用车达到 60%,其中电动车的 LED 头灯渗透率更高达 90%,预计 2022 年将分别 提升至 72%与 92%。智能头灯中自适应性远光灯(ADB Headlights) 现阶 段以矩阵式(Matrix LED) 技术的出现将带来更多 LED 需求,其主流设计 搭配 12-100 颗 LED,根据 TrendForce,自适应性头灯(ADB Headlight) 市场渗透率于 2022 年仅为 3.2%,预期于 2026 年将有机会达到 13.2%。

2.激光热沉:光纤激光国产化率提升,降本诉求促国产激光热沉产业化

氮化铝陶瓷基板为目前主流激光热沉基板。高功率半导体激光器具有光电效 率高、易调制、体积小、重量轻等优点,在工业制造、材料加工、科学研究和医疗 卫生领域都有广泛应用。激光器为激光设备核心部件,由泵浦源、增益介质、谐振 腔组成,泵浦源由一个或多个大功率激光二极管(LD)阵列构成。随着高功率半 导体激光器的发展,大功率 LD 的出光功率从 20W/bar 已经发展到现在的 200W/bar 及以上。LD 电光效率典型值约为 50%,其出光功率越高,转化的废热 就越多。通常 LD 的尺寸很小,工作时热流密度极高,若不能及时散热,则可能 会降低激光器的输出功率、电光转换效率,甚至减少激光器使用寿命或者导致激 光器失效。高功率半导体激光器主要通过热沉散热,由于过渡热沉与芯片紧密贴 装,需具有高导热系数及匹配的热膨胀系数,目前氮化铝热沉为主流散热材料。

 

激光设备、激光器国产化率提升带动市场规模高速增长。据《中国激光产业 发展报告》,中国激光技术迎来迅猛发展阶段并逐步实现产业化布局,一方面,国 产激光器无论从质量、技术或服务均在竞争中逐步显现优势,有望实现进口替代; 另一方面,相较于传统制造技术,激光技术的应用成本效益显著,也因此激光应 用得以快速普及。2021 年中国激光设备市场销售收入 821 亿元,较上年增长 18.64%。我国激光器国产化率不断提高,逐步实现由依赖进口向自主研发,进口 替代到出口的跃进。国内光纤激光器 2021 年市场规模达到 124.8 亿元,同比增长 32.5%。目前 3kW 至 6kW 产品段国内市场的竞争激烈,而在 10kW 以上超高功 率或如光伏、新能源等高端细分应用市场仍有较大替代空间。

2016至2021年大 功率光纤激光器国产化率由 6.56%提升至 76.19%。随着国内光纤激光器企业综 合实力的不断崛起,国内市占率逐步向锐科激光、创鑫激光、杰普特等一批优秀 国内企业转移,国外厂商,如IPG 光子、恩耐、杰普特在国内的市场份额由 2020 年的 43.1%缩减至2021年的36.3%。在高功率激光器市场上,国外厂商的市场 表现仍然更为强劲。

激光器厂商降本诉求有望加速激光热沉国产化率提升。根据华经产业研究院, 连续光纤激光器总的成本结构中,泵浦源、有源光纤、无源光纤器件是最主要的 成本来源,占比分别为 25.5%、19.6%和12.6%。其中泵浦源中激光热沉因来源 进口,采购成本占比相对较高。目前国内激光热沉基板90%以上的采购量来自日 本和美国,尤其是日本京瓷和丸和两家企业。

3.车载激光雷达:车载激光雷达量产上车,VCSEL替代EEL大势所趋

车载激光光源 VCSEL 替代 EEL 大势所趋,DPC 在高功率 VCSEL 元件封装 中占据重要地位。激光光源是车载激光雷达核心器件之一,需要综合考虑应用环 境、技术方案、性能需求及成本需求,目前常用光源包括边发射激光器(EEL)、垂 直腔面发射激光器(VCSEL)、光纤激光器等。VCSEL 光源相较目前主流 EEL 光 源具有低制造成本、高可靠性、小发散角、易于二维集成的优势,随着多层结技术 发展带动功率密度提高,VCSEL 替代 EEL 趋势日益显著。 VCSEL 光电转换效 率仅为 30-60%,导致其存在热负荷过高问题。由于 DPC 陶瓷基板具备高导热、 高绝缘、高线路精准度、高表面平整度、高可靠垂直互联及热膨胀系数与芯片匹 配等诸多特性,更适用于其垂直共晶焊接,在高功率 VCSEL 元件封装中占据重要 地位。

全球激光雷达高速发展,中国供应商加速崛起。随着汽车智能化变革的推进 及高级别自动驾驶技术的发展,根据 Yole 预测,全球用于 ADAS(高级驾驶辅助系统)领域的激光雷达出货量将由 2021 年 6.8 万台迅速增长至 2027 年的 445.4 万台;对应市场规模由 2021 年 0.38 亿美元增至 2027 年的 20 亿美元,成为激光 雷达行业最大的应用领域。到 2027 年,私家车激光雷达渗透率将由 2022 年 0.18% 提升至 3%。从 ADAS 前装量产定点数量来看,自 2018 年以来,在全球范围内官 宣的 ADAS 前装定点数量大约有 55 个,其中中国激光雷达供应商占其中的 50%。 禾赛科技以 27%的前装定点数量排名全球第一,速腾聚创以 16%的数量排名中国 第二、全球第三。

车载激光雷达随国内自动驾驶蓬勃发展实现量产上车。根据高工智能汽车研 究院,2022 年中国市场(不含进出口)乘用车前装标配激光雷达交付 12.99 万颗, 配套新车 11.18 万辆,同比分别增长 1544.3%和 2626.82%,预计 2023 年标配交 付冲刺 40-50 万颗规模。根据禾赛科技,大多数 905nm 激光雷达厂家的新产品都 会采用 VCSEL 作为光源。2022 年 9 月 29 日,禾赛科技 AT128 搭载首款量产车 型理想 L9 实现单月交付量突破 10000 台,后续随着理想多款车型上市交付,单 一客户规模化交付确定性明确。

参考报告REPORT

国瓷材料(300285)研究报告:DPC陶瓷基板国产化突破,下游多点开花成长空间广阔.pdf

国瓷材料(300285)研究报告:DPC陶瓷基板国产化突破,下游多点开花成长空间广阔。大功率电子器件重要散热通道,卡脖子环节国产化突破在即。直接电镀铜(DPC)氮化铝陶瓷基板是大功率电子器件封装散热基板方案,氮化铝基板市占率达80%以上。氮化铝粉体制备、氮化铝基片制造以及DPC金属化是影响基板热导率、机械强度等关键性能的核心工序。原料端粉体配方和基片烧结技术壁垒较高,金属化关键设备昂贵、电镀牌照制约,致DPC陶瓷基板国产化率低下,成本和供应安全制约行业发展。随近年来国内厂商不断加大研发投资力度,国瓷材料等厂商已实现氮化铝粉体、基片量产突破,DPC金属化已被国内赛创电气等厂商掌握。DPC陶瓷基板...

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匿名用户编辑于2023/08/04 09:15

DPC 陶瓷基板 主要应用于大功率照明(HPLED)、激光(LD)、光通信( VCSEL)、热电制 冷(TEC)等领域。根据 HNY Research 发布的数据,2021 年 DPC 陶瓷基板的 市场规模约为 21 亿美元,预计 2027 年将达到 28.2 亿美元,2021-2027 年复 合增长率为 5.07%。全球高端 DPC 陶瓷基板主要厂商包括日本京瓷、日本丸和、 中国台湾同欣等,CR5 达到 70%,目前 DPC 金属化技术已被国内包括赛创电气 (铜陵)、江苏富乐华、博敏电子在内的厂商掌握,进口替代空间广阔。

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