沉寂三年之后，华为以Mate60提前开售并售罄宣告回归主流手机市场，让投资者开始聚焦华为产业链尤其是电子封装材料的投资机会，有行业分析师指出，目前以封装管壳为主的HTCC材料和5G通信器件为主的LTCC材料，在中国市场正在快速增长。有读者可能分不清两者的区别，HTCC和LTCC都是共烧陶瓷技术，虽然它们在很多方面都有相似之处，但它们的优势和应用场景也有所不同。今天，让我们来深入探讨这两种特别的工艺技术。

HTCC（高温共烧陶瓷）是指烧结温度大于1000℃，一般采用氧化铝、氮化铝等陶瓷材料，烧成温度通常大于1500℃，与高熔点的金属在高温炉中烧结。LTCC（低温共烧陶瓷）则是通过在陶瓷浆料中加入一定量玻璃粉，引入玻璃相，因此烧结温度可以低于950℃，它根据预先设计的结构，将通孔材料、厚膜电极与互连材料、无源元件等多层结构在低温下一次性烧结形成陶瓷。

共烧陶瓷多层基板典型结构

HTCC与LTCC的差异：不仅仅是温度

HTCC因为采用了钨，钼，锰等高熔点的金属，这些金属大大增加组件的射频损耗。但优点是结构强度高、化学稳定性好和布线密度高，其导热率高达20W/mK，远远大于LTCC基板的散热效率。相比之下LTCC基板的热导率仅仅只有3W/mK，在高密度布板的结构上散热困难，容易使得芯片损坏。

LTCC技术的优点集中在另一方面：(1)拥有良好的电学特性和机械特性，如高频特性好、谐振频率温度稳定性好、介电常数覆盖的范围广、热膨胀系数与硅接近；（2）具有高系统稳定性和可靠性；（3）可以制作出包括腔体、通道等在内的3D微观结构；（4）拥有高等级的集成特性（传感器、驱动器、微流控制、LTCC的电子和光电系统等）；（5）高电压下仍拥有非常好的特性。（6）高压特性和高真空度。此外，LTCC制造产业简单、快速和廉价，产业资本投入少、周期短而且盈利高，具效益优势。

HTCC与LTCC的主要差异

应用领域的对决：HTCC与LTCC各有所长

电子封装陶瓷材料因其优异的导热、介电、耐腐蚀、高强度和高可靠性等优势，需求量越来越大，应用领域也在不断拓展，两种共烧技术在应用上有所区别。

一、HTCC：耐高温是最大优势

主要应用在热稳定性要求更高、高温挥发性气体要求更小、密封性要求更高的发热及封装领域，分行业来看：

1、汽车行业：HTCC材料通常用于必须耐高温的发动机控制单元和传感器。如应用于车载大功率电路的HTCC陶瓷管壳。

HTCC陶瓷管壳 图源：淮瓷科技

2、航空航天：传统压敏器件难以承受航天航空的高温等极端条件，因此HTCC材料可用于航天器或飞机上的传感器、致动器等元件。如适应涡轮发动机和冲压发动机环境的无源耐高温传感器，LTCC基底传感器能在600℃以下工作，而采用HTCC作为基底材料制备的LC高温压力传感器性能更佳。

基于HTCC高温压力传感器

3、军工行业：主要用于雷达通信系统中的射频开关矩阵，取代以往的PCB多层板基板材料，为射频收发前端小型化提供了多种可选方案，攻关小型化、低成本、高集成度，热管理等难点，对相控阵雷达行业发展有重要意义。

基于HTCC的16通道瓦片式发射组件  图源：电子科技大学

4、能源行业：HTCC材料可用于石油钻探等能源行业，原因当然是承受高温环境。

二、LTCC：电子行业灵活多变

LTCC由于良好的电学性质，应用也很广：

1、通信电子。由于介电常数覆盖范围广，可以使用具有不同介电常数的LTCC满足不同需要，如低介电常数的LTCC用于封装高频传输线，中介电常数的LTCC用于制作滤波器，高介电常数的LTCC实现器件的小型化等，在器件设计上具有很高的灵活性。

在当前的新兴热门的5G通信技术领域，LTCC的技术与材料的应用日益增多，如LTCC材料的5G接入工作器件，可以满足全频谱接入、高频段乃至毫米波传输和超高宽带传输三个基本要求。手机中使用的LTCC产品包括LC滤波器、双工器、功能模块和收发开关功能模块等。目前还可以将不同的功能芯片、元件和电路组合成多芯片的组件，这种组件形式已经朝着高频化方向飞速发展，如基于LTCC/LCP技术的厚薄膜电路技术已从50MHz延伸到60GHz的毫米波频段。

LTCC毫米波（60GHz）RF天线模块 图源：村田

LTCC微波器件应用

2、汽车电子。汽车控制正向智能化和电子化的方向飞速发展，LTCC因其耐高温、抗振动性和密封性能优异，较多应用在汽车电子电路。ECU(发动机控制模块)和ABS(制动防抱死模块)就应用了LTCC技术和材料来满足对汽车高可靠性和高性能的要求。

LTCC汽车ABS和ESC控制模块 图源：博世

3、航天电子。LTCC材料已成为MCM多芯片微组装工艺的首选材料。LTCC不仅可以减小航天器载荷的体积与质量，还可以适应太空中恶劣多变、极冷极热的苛刻环境。

4、医疗器械。在与人们的身体健康密切相关的医疗机械中，由于LTCC材料具有体积小、可靠性高、对人体无副作用等特点，能完全满足诸如心脏起搏器和助听器等需要植入人体的医疗器械的性能要求，成本方面具有极大的优势。

此外，在军用的集成电路和声表面波器件、晶体震荡器件、光电器件等领域，也有较大的发展空间。

产业现状：国产替代任重而道远

目前中国是HTCC陶瓷最大的消费市场，在5G的驱动下，预计未来LTCC消费的增速比HTCC高，但是生产端无论HTCC还是LTCC市场份额绝大多数在国外厂商手中，其中日本占有全球HTCC市场70%、LTCC市场65%的份额。日本村田公司份额第一，其利用低介电陶瓷开发出的“零收缩LTCC”，具有极佳的尺寸和高可靠性。而日本TDK公司产业优势在于能够将器件的尺寸做得更小，一系列基于LTCC材料研发出的天线、滤波器、耦合器等微波器件，广泛应用于无线同信、全球导航以及汽车电子工业当中。

我国虽然有潮州三环、国巨、华新科和43所等厂商，HTCC产能也不弱，但部分高端原材料、射频器件仍依赖进口，工艺设备也较落后，因而任重而道远。

粉体圈Alex

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