看著嶄新的規(guī)�；a(chǎn)車間，繁忙的自動化作業(yè)現(xiàn)場，東莞市凱昶德電子科技股份有限公司陶瓷基板事業(yè)部總監(jiān)吳朝暉博士長舒了一口氣：“我們兌現(xiàn)了2015年年初對業(yè)界朋友的承諾”，吳博士笑著說：“去年年初，我們通過中國LED在線等業(yè)內(nèi)媒體連續(xù)發(fā)表了2篇文章，對陶瓷大功率封裝的技術(shù)現(xiàn)狀及市場前景進(jìn)行了樂觀分析，承諾將在2015年第四季度實(shí)現(xiàn)陶瓷基板10萬片/月的量產(chǎn)能力，并將W級功率型陶瓷基板未稅價(jià)格下調(diào)至0.1元，這兩點(diǎn)我們都實(shí)現(xiàn)了”。“當(dāng)初做出公開承諾時(shí)，坦誠講，我們是有點(diǎn)忐忑的，實(shí)現(xiàn)的過程也有些曲折，我們經(jīng)歷了市場從懷疑到接受的艱難過程，也經(jīng)歷了需求井噴時(shí)產(chǎn)能不足、供應(yīng)不及時(shí)的被動局面，也曾出現(xiàn)過帶來重大損失的品質(zhì)事故，我們承擔(dān)了責(zé)任，也吸取了教訓(xùn)。”吳博士說：“市場需求爆發(fā)的時(shí)間節(jié)點(diǎn)比我們的預(yù)期早了點(diǎn)，我們的擴(kuò)產(chǎn)略顯滯后，出現(xiàn)了供不應(yīng)求的局面，甚至不得不推掉部分訂單，招致了不少客戶的抱怨，好在一切都挺過了，現(xiàn)在凱昶德陶瓷基板在業(yè)內(nèi)已有相當(dāng)知名度，其性價(jià)比相比臺灣同類產(chǎn)品優(yōu)勢明顯，同時(shí)，2期10萬片產(chǎn)線的順利投產(chǎn)將極大緩解當(dāng)前國內(nèi)市場供不應(yīng)求的局面。”
“凱昶德推出的薄膜線路陶瓷基板，其制造工藝與傳統(tǒng)陶瓷基板有很大不同”，吳博士說：“傳統(tǒng)LED陶瓷基板主要為低溫共燒（LTCC）陶瓷基板及厚膜絲印陶瓷基板，這兩種基板均采用厚膜印刷技術(shù)完成線路制作，線路表面較為粗糙（Ra約為1~3um），對位不精準(zhǔn)，其工藝解析度較為受限，并不能適應(yīng)當(dāng)前高功率LED倒裝/共晶封裝的要求。而凱昶德自行研發(fā)的薄膜線路陶瓷基板，是一種結(jié)合薄膜制程與電鍍制程技術(shù)，在高導(dǎo)熱氧化鋁或氮化鋁陶瓷板上以影像轉(zhuǎn)移方式制作金屬線路，線路解析度可達(dá)50um，表面粗糙度小于0.3um、線路對位精準(zhǔn)度誤差值僅±1%，具備了高導(dǎo)熱系數(shù)、高線路精準(zhǔn)度、高表面平整度的特性，非常適用于LED倒裝/共晶工藝，是最適合高功率且小尺寸LED發(fā)展的陶瓷封裝基板。”
圖 凱昶德陶瓷基板線路圖及共晶封裝圖
“我們從2012開始研發(fā)立項(xiàng)，到現(xiàn)在已整整做了四年。”談到這個(gè)項(xiàng)目的產(chǎn)業(yè)化歷程，吳博士娓娓道來：“當(dāng)初業(yè)內(nèi)與我們同時(shí)開發(fā)的企業(yè)有近10家，而現(xiàn)在，真正實(shí)現(xiàn)規(guī)�；慨a(chǎn)能力的只有我們一家。”，“回顧我們的研發(fā)歷程，我一直都很慶幸立項(xiàng)當(dāng)初我們對技術(shù)難度的“懵懂無知”，這也許就是所謂的“無知者無畏”吧”，吳博士感嘆的說：“這個(gè)項(xiàng)目的技術(shù)難度是超過我們最初預(yù)期的，好在四年我們都堅(jiān)持了下來，解決了核心問題，并進(jìn)行了相關(guān)專利布局，現(xiàn)在我們共申請了6項(xiàng)發(fā)明專利，其中4項(xiàng)已經(jīng)授權(quán)，實(shí)現(xiàn)了從設(shè)備到方法的全覆蓋”。
薄膜線路陶瓷基板的核心技術(shù)可以歸納為兩點(diǎn)，其一是陶瓷基板的薄膜金屬化技術(shù)，其二是實(shí)現(xiàn)雙面布線垂直互連的穿孔電鍍技術(shù)。這兩項(xiàng)核心技術(shù)在各自領(lǐng)域似乎并不陌生，比如薄膜金屬化經(jīng)常應(yīng)用于半導(dǎo)體器件，而穿孔電鍍技術(shù)則在PCB行業(yè)相當(dāng)成熟。“似乎難度并不高”，吳博士笑著說：“立項(xiàng)當(dāng)初我們也是這么認(rèn)為的，自己做不了就找廠家代工嘛，可等我們一開始做，發(fā)現(xiàn)完全不一樣，代工廠根本做不好也做不了，后來我們不得不全工序自己做。”
“我可以用“神似而形不似”來概括陶瓷基板薄膜金屬化與半導(dǎo)體領(lǐng)域的區(qū)別，它們金屬化的原理是一樣的，都是采用真空濺射的原理，且需要過渡層及種子層實(shí)現(xiàn)陶瓷-金屬間的低應(yīng)力及高結(jié)合力，但要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模化量產(chǎn)，陶瓷基板薄膜金屬化設(shè)備的構(gòu)造與半導(dǎo)體行業(yè)設(shè)備完全不同，半導(dǎo)體行業(yè)這類設(shè)備都是獨(dú)立的單腔式，制作精密，價(jià)格昂貴，生產(chǎn)效率低，是不能適用于低成本陶瓷基板規(guī)�；a(chǎn)要求的，好在我在博士期間接觸過單腔式的真空鍍膜設(shè)備，對金屬化原理有較深入的研究，同時(shí)公司有一個(gè)高水平的自動化團(tuán)隊(duì)，我們聯(lián)合攻關(guān)了一年，終于開發(fā)出一套高性價(jià)比的連續(xù)式磁控濺射鍍膜系統(tǒng)，再經(jīng)過半年的改裝調(diào)試，現(xiàn)在無論是自動化操作性、生產(chǎn)產(chǎn)能，還是鍍膜品質(zhì)，都完全滿足陶瓷基板薄膜金屬化的要求”。“當(dāng)初我們進(jìn)行設(shè)備調(diào)研時(shí)，對方報(bào)價(jià)一千多萬一臺，差點(diǎn)讓我們直接放棄這個(gè)項(xiàng)目，我們自行開發(fā)，為項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)省下了很大一筆錢，要實(shí)現(xiàn)低成本，要從節(jié)省設(shè)備投入開始。”
“至于另一個(gè)核心技術(shù)穿孔電鍍，我可以反過來用“形似而神不似”來概括它與現(xiàn)有PCB行業(yè)技術(shù)的區(qū)別，那就是設(shè)備外形很像，但技術(shù)原理不同，比如穿孔，PCB行業(yè)用機(jī)械鉆孔，而陶瓷基板采用的是高精密激光鉆孔；再比如電鍍，PCB行業(yè)是電鍍填盲孔或者空心孔，而陶瓷基板需要電鍍填實(shí)心的貫穿孔，其物料與工藝與PCB行業(yè)完全不同，這也是代工廠做不好做不了的原因。”
圖 凱昶德陶瓷基板激光加工車間及黃光微影車間一覽
激光穿孔精度高，速度快，孔型完整，熱影響區(qū)小，是陶瓷基板制造流程中第一道，也是至關(guān)重要的核心工序之一。吳博士說：“資金不能省的地方一定不要省，激光加工品質(zhì)非常重要，設(shè)備100多萬一臺，且要實(shí)現(xiàn)規(guī)�；a(chǎn)，必須得上10臺以上，僅這一道工序，就要至少上千萬的投資，實(shí)力弱的企業(yè)是無法上量的；而電鍍填孔對工藝的管控要求非常高，工藝不匹配會導(dǎo)致附著力不佳、填孔不良等質(zhì)量問題，給客戶帶來很大的品質(zhì)隱患，因此，無論從資金壁壘還是從技術(shù)壁壘來看，陶瓷基板都是門檻較高的產(chǎn)業(yè)。”
談到陶瓷基板的市場前景，吳博士是謹(jǐn)慎樂觀的。“陶瓷基板在LED封裝行業(yè)屬于細(xì)分市場，根本談不上能一統(tǒng)天下，但由于其特有的優(yōu)勢，仍在高附加值的封裝市場牢牢占據(jù)相當(dāng)份額。”
“從需求端來看，整個(gè)LED行業(yè)陶瓷基板的月需求量大約在50萬片左右，市場規(guī)模每年不到10億元人民幣，客戶集中度非常高，主要包括科銳、歐司朗、飛利浦、首爾、日亞等國際大廠，以及晶能、德豪、鴻利等國內(nèi)上市公司，其中科銳需求最大，約占總需求的1/3左右，其它國際大廠的總需求共占1/3，國內(nèi)廠家的總需求占最后的1/3。”
“國內(nèi)大廠的需求還是最近2年才培育起來的，我在去年的文章中也提到過，2011年大陸上馬的陶瓷封裝線有20多條，但現(xiàn)在堅(jiān)持下來的也就晶能、德豪、鴻利等寥寥數(shù)家，這要得益于這幾家企業(yè)擁有各自的看家本領(lǐng)，比如晶能的硅襯底芯片、德豪的倒裝芯片、鴻利的車燈布局等。現(xiàn)在這幾家公司陶瓷封裝產(chǎn)能已逐步擴(kuò)大，大有迎頭趕上國際大廠的趨勢，相應(yīng)地，對國產(chǎn)低成本陶瓷基板的需求愈來愈大，而我們，剛好趕上了這個(gè)時(shí)機(jī)。”“一個(gè)新產(chǎn)品，從研發(fā)到推向市場，節(jié)奏的把握很重要，節(jié)奏過快很容易成烈士，太慢，那就是起個(gè)大早趕個(gè)晚集，會錯過收回投資成本的最佳時(shí)間窗口，畢竟投資是要講回報(bào)的。”
“從陶瓷基板的供應(yīng)端來看，目前的局面是一家獨(dú)大，”吳博士接著分析道：“在我們實(shí)現(xiàn)規(guī)�；慨a(chǎn)之前，陶瓷基板由臺灣地區(qū)數(shù)家企業(yè)壟斷，其中同欣最大，占了80%的市場份額，其余的市場份額被大毅、立誠、璦司柏等企業(yè)瓜分，我們現(xiàn)在推出的10萬片月產(chǎn)能，滿產(chǎn)后也僅占整個(gè)市場份額的20%左右，暫時(shí)不會對當(dāng)前供應(yīng)格局帶來挑戰(zhàn)，但陶瓷基板的客戶群絕大部分在大陸，凱昶德陶瓷基板占據(jù)著明顯的地域及成本優(yōu)勢，肯定會改變現(xiàn)有的供應(yīng)格局。”吳博士信心滿滿的說道，“這只是時(shí)間問題。”
除了傳統(tǒng)的戶外照明、強(qiáng)光手電筒等市場，一些新興市場在2015年已逐步成熟并形成規(guī)模需求，比較典型的有車用LED、手機(jī)閃光燈、紫外 LED固化、紅外LED安防、植物照明等市場領(lǐng)域，使陶瓷基板市場無論是滲透率還是容量都在增加。以車用LED為例，根據(jù)LEDinside最新2016 LED供需市場趨勢報(bào)告顯示，車外照明用LED市場產(chǎn)值至2020年可望來到22.9億美金，年復(fù)合成長率為8%。手機(jī)閃光燈方面，智慧型手機(jī)對高像素的追求使得原來1顆閃光燈的標(biāo)配變成了2-3顆，到2018年全球手機(jī)閃光燈出貨量預(yù)計(jì)將達(dá)20.43億顆。紫外LED市場也是如此，由于技術(shù)門坎較高，產(chǎn)品單價(jià)較一般LED高出數(shù)十倍，屬于高毛利市場，龐大產(chǎn)值已吸引眾多廠商爭相投入。
“這些新興市場不斷釋放出利好消息，對陶瓷基板的需求格局也產(chǎn)生了重大影響，逐漸催生出第四大目標(biāo)客戶群，那就是深圳一批從傳統(tǒng)SMD貼片式封裝轉(zhuǎn)型過來的企業(yè)，對此，不得不佩服他們市場嗅覺的靈敏性和轉(zhuǎn)型的果斷性，當(dāng)然，也和整個(gè)廣東地區(qū)相關(guān)芯片、基板、封裝技術(shù)、配套設(shè)備的日漸成熟有關(guān)。”吳博士饒有興趣的說：“這些企業(yè)是從2015年開始陸續(xù)出現(xiàn)的，大部分從被賣成白菜價(jià)的貼片式封裝轉(zhuǎn)型過來，每個(gè)企業(yè)僅專注于某個(gè)細(xì)分市場，比如有專門做手電筒燈的，專門做車燈的，專門做UV燈的，每家企業(yè)規(guī)模不大，但數(shù)量較多，總體需求不容小覷，在未來3年內(nèi)，極有望成長為繼前三大客戶群之后的第四大客戶群，形成四分天下的需求格局，而且，這個(gè)市場目前完全由我們占有。”
“其實(shí)，陶瓷基板的用途遠(yuǎn)不止LED這個(gè)行業(yè)”，吳博士繼續(xù)道：“陶瓷基板產(chǎn)業(yè)涉及精細(xì)陶瓷制備、薄膜金屬化、黃光微影、激光成型、電化學(xué)鍍、光學(xué)模擬、微電子焊接等多領(lǐng)域技術(shù)，產(chǎn)品在功率型發(fā)射器、光伏器件，IGBT模塊，功率型晶閘管、諧振器基座、半導(dǎo)體封裝載板等大功率光電及半導(dǎo)體器件領(lǐng)域有廣泛用途。”“比如采用陶瓷基板封裝的功率型IGBT模塊，主要應(yīng)用于家電用功率變頻器、新能源汽車用逆變器、USP電源、電動汽車充電樁等電力電子領(lǐng)域。近年受我國高鐵、動車、地鐵等軌道交通、新能源汽車、光伏發(fā)電、高壓輸變電網(wǎng)、無線發(fā)射基站等領(lǐng)域投資規(guī)模提振的影響，這些領(lǐng)域猶如2000年初的LED市場，正處于蓬勃興起的階段，市場前景值得期待”。“這些新領(lǐng)域?qū)μ沾苫宓男枨蠊烙?jì)有上百億的規(guī)模，比LED行業(yè)大得多，陶瓷基板真的大有可為，目前我們已經(jīng)著手進(jìn)行相關(guān)市場開拓和專利布局。”
任何一個(gè)好的行業(yè)不會沒有競爭對手，機(jī)會大家都可以看到，一家獨(dú)大的局面不會維持太久，陶瓷基板也不例外，凱昶德的陶瓷基板在大陸具備先發(fā)優(yōu)勢，但這種先發(fā)優(yōu)勢不是偶然的，這一方面歸益于公司掌舵人吳樂海董事長對市場前景敏銳的洞察力、不輕言放棄的執(zhí)著以及持續(xù)不斷的資金支持，另一方面要?dú)w結(jié)于4年來技術(shù)團(tuán)隊(duì)的刻苦攻關(guān)和堅(jiān)持不懈。
針對可能出現(xiàn)的大陸競爭對手，吳博士有自己的看法：“四年前市場前景可沒現(xiàn)在這么樂觀，當(dāng)時(shí)COB及EMC剛剛興起，對高功率陶瓷封裝形成夾擊局面，業(yè)內(nèi)很多人是不看好陶瓷基板項(xiàng)目的，但吳董事長堅(jiān)持認(rèn)為，陶瓷基板有其特有的技術(shù)優(yōu)勢，應(yīng)該具有頑強(qiáng)的生命力，而且它屬于一個(gè)全新的技術(shù)平臺，做得好可以向電力電子、光電半導(dǎo)體器件等領(lǐng)域滲透，對公司的轉(zhuǎn)型升級具有重大意義，因此拍板一定要搞，當(dāng)時(shí)如果沒有吳董事長的一再堅(jiān)持，可能我們這個(gè)團(tuán)隊(duì)早就解散了。”當(dāng)談到自己的團(tuán)隊(duì)時(shí)，吳博士充滿自豪：”這個(gè)項(xiàng)目最重要的是團(tuán)隊(duì)培養(yǎng)，設(shè)備可以用錢買，但相關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范、作業(yè)指引、工藝流程、品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)、管理制度等用錢是買不到的，100多項(xiàng)文件，都得靠人去撰寫、去培訓(xùn)、去執(zhí)行，且非朝夕之功，需要長時(shí)間的沉淀積累；國內(nèi)沒有現(xiàn)成的人才可挖，都是通過內(nèi)部選拔結(jié)合外部引進(jìn)慢慢培養(yǎng)出來的，也許團(tuán)隊(duì)才是我們最寶貴的財(cái)富，最大的核心競爭力”。
“現(xiàn)在市場前景普遍看好，我們也關(guān)注到有幾家企業(yè)正在開發(fā)，因此預(yù)計(jì)2017年會有競爭對手出現(xiàn)，對此我們已經(jīng)做好充分的準(zhǔn)備，2016年我們定義為成本下降年，隨著國內(nèi)配套的成熟，我們制程良率的提升，規(guī)�；�(yīng)的顯現(xiàn)，以及高密度布板方案的推廣，2016年陶瓷基板成本肯定會進(jìn)一步下降，以3535為例，單顆售價(jià)在下半年肯定會降至0.1元以內(nèi)，直逼EMC價(jià)格。”
“沒有對手的江湖是孤獨(dú)的，我們更樂意看到競爭對手出現(xiàn)，這樣我們才能不斷超越自己，發(fā)揚(yáng)工匠精神，把性能做到極致，把成本做到極致，把服務(wù)做到極致，使客戶收益，讓陶瓷封裝這個(gè)產(chǎn)業(yè)繼續(xù)散發(fā)獨(dú)特的魅力，推動行業(yè)的整體進(jìn)步。”吳博士意味深長的說。
