來更新一下LTCC高頻元件與模組公司，璟德(3152.TW)

台股有三家公司高頻公司經常被提起，穩懋，宏捷科，全新。其中，穩懋，宏捷科是屬於高頻半導體製造業，全新則是高頻磊晶公司。這三家公司都屬於高頻製造端。除了製造端，台股也有高頻設計端，如之前更新的高頻晶片設計公司，如立積，全訊....。除了高頻晶片設計外，台股還有很多高頻被動元件設計公司。這邊就來更新一下LTCC高頻元件與模組公司，璟德。

璟德，是一家LTCC高頻元件與模組公司。公司主要商品使用低溫共燒陶瓷技術（Low Temperature Cofired Ceramic；LTCC）將數個不同之被動元件整合為三度空間之積層模組，可 同時結合各功能，使單一元件具備多種功能，有效縮小其體積以符合無線可攜式產品輕薄短小之需求。

璟德同時具備產品開發所需之材料自行開發、RF 電路設計及產品測試的三項關鍵技術，因有結合以上核心能力，使研發技術更加完整及穩定。

公司的產品主要應用於無線通訊模組或系統，包括行動電話、WLAN、 Bluetooth 、GPS、物聯網等。產品依應用系統之發展時程規劃，乃先推出高頻晶片型元件(RF chip components)，再導入高整合性模組(SiP)。

璟德目前產品有高頻元件，和高頻模組。高頻元件包含帶通濾波器(Band Pass Filter)、平衡至非平衡阻抗轉換器(Balun)、平衡帶通濾波器(Balanced Filter)、雙工器(Diplexer)、耦合器(Coupler)、 晶片天線(Antenna)、高頻晶片陶瓷電感。高頻模組包含晶片天線模組(Antenna Module)、藍牙模組(Bluetooth Module)、射頻前端模組(Front-end Module) 及天線開關模組(Antenna Switch Module)等高頻整合元件及模組。其產品中有部份係整合主、被動元件之模組，其餘多屬整合式射頻被動元件， 亦屬被動元件之一環。

LTCC

LTCC 為低溫共燒陶瓷(low temperature co-fired ceramic)縮寫，是一種以陶瓷為介電的材料，具有高Q值及高頻的特性，適合用於高頻通訊中，例如:手機、無線通訊 (WLAN)、藍芽(Blue tooth)與全球衛星定位系統(GPS)等…，它的另一特色是多層介質，可提供不同的電路在不同層設計，藉由垂直連接將所有電路串連起來，可大幅度縮減電路面積問題。

低溫共燒陶瓷的共燒溫度約 850℃~875℃，相較於高溫共燒陶瓷(high temperature co-fired ceramic, HTTC)約 1300℃~1600℃的共燒溫度在走線金屬選擇上有其限制，低溫共燒陶瓷可選擇金、銀或銅等低電阻性導體，但高溫共燒陶瓷僅能選擇熔點高導電較差的鎢、鉬、錳等金屬，尤其在高頻的射頻電路上金屬損耗大，低溫共燒陶瓷相較於高溫共燒陶瓷可大幅降低金屬損耗問題。 低溫共燒陶瓷製作過程首先是基板原料生成，接著形成層與層的連通孔(via)， 並將連通孔充滿金屬，在各層表面印刷金屬，最後全部堆疊再共燒，我們所見的多層低溫共燒陶瓷即刻形成。

LTCC技術最早係由美國開始發展，應用於軍用產品；後來陸續有歐洲廠商導入車用零件市場；最後再由日本廠商將其應用於資訊及通訊產品中。

(1)LTCC製程

LTCC技術之製造過程的核心，就是網印技術與燒結程序。在應用網板印刷技術，設計基板線路時，受限於網版絲線的粗細以及網孔的大小，網版印刷有它技術上的極限，太細的網目會使得油墨發生塞網的機率大幅增加。為了讓線寬精密，在油墨可以透過的情形下，網布上的孔，必須儘可能的密集，但要能確保所使用的油墨能透過這麼細小的網孔。因此，在製作上除了原料的顆粒大小必須加以控制外，在分散的過程中也要防止粒子過度聚集，製作的環境也要加以管制以免灰塵雜質的污染。另外，導體油墨包含了導電粒子、樹脂、溶劑和少許的陶瓷粉末，在燒結的過程中需設法讓樹脂氧化燒除，而導電金屬卻不能氧化的難題。此必須控制通入燒結爐的氧氣含量，只通入少許的氧氣，使恰好足夠氧化樹脂而又不至於使金屬發生氧化。還有當元件的尺寸不斷縮減時，面對生產設備高速的動作，卻仍然要維持元件位置的精準，也是製程上的一項難題。

(2)LTCC材料

LTCC技術主要用於生產無線通訊產品元件，無線通訊產品的頻率極高，因此對陶瓷材料來說，LTCC材料必須提供良好高頻特性以及工作頻率的功能；通常針對不同高頻特性，亦須使用不同之材料配方。一般而言，LTCC材料必須考慮的要素非常多。首先介電常數是LTCC材料的關鍵，此外如介電損耗、溫度係數，耐熱性能力、熱膨脹係數、彎曲強度、硬度、表面平整度、彈性模量及斷裂韌性等，都是在調配材料配方時應考慮到之因素。

(3)LTCC線路設計

LTCC技術屬SiP技術之一種，其將外露在基板上的被動元件內部的構成以及元件間的連接線路加以整合，設計到印刷網板上，印刷之後再層層堆疊起來，在製作的過程中即予以埋入到基板內，使基板體積減少、功能提高。由於涉及電路板上複雜之線路，因此採用LTCC技術之業者，必須具有高超之線路設計能力，而隨著疊印層數的增加，製作的困難度就越來越高。另外因應電子產品輕薄短小之趨勢，而致力於電子元件微縮的過程中，更要設法加強透過內部線路的設計來設法降低電磁干擾(EMI)的問題。

LTCC技術 vs 內嵌式印刷電路板技術 vs 薄膜技術

目前發展中生產無線射頻元件與模組之技術很多，除採用之LTCC技術外，主要尚有內嵌式印刷電路板技術及薄膜技術等，茲就此二種技術簡單分述如下：

(1)內嵌式印刷電路板技術

內嵌式印刷電路板技術是利用一般常見之有機玻璃纖維板作為基板，並採用印刷電路技術進行被動元件設計，結合多層薄片之疊層結構，將被動元件直接製作於內層板內之技術。採用內嵌式印刷電路板技術生產之產品，布線密度不高，此外有機玻璃纖維印刷電路板上所採用之表面黏著(SMT)技術，隨著可攜式電子產品內部元件體積的縮小，元件之表面黏著將不易處理，且在可攜式產品有限的空間裡，採用四層板設計，而使系統的設計組裝、可靠度、良率及成本上困難度均提高。另外，內嵌式印刷電路板技術所使用材料不能完全沿用原有在分離式陶瓷電容器所使用之材料，故現階段LTCC技術相關產品略居優勢。

(2)薄膜技術

薄膜技術是利用與半導體相似的製程，以矽或經拋光之氧化鋁作為基板，利用濺鍍或蒸鍍方式形成薄膜，經過曝光、顯影、蝕刻等方式於基板上製作元件與線路。薄膜製程之優點在於可使產品每層之厚度更薄，且線寬更細，所以使用薄膜製程可以使元件所占的體積縮得更小。但以薄膜技術生產之整合型元件而言，由於其所使用之原材料仍以矽基板為主，受限於其電感Q值較不適用於射頻模組，使得該類技術所生產之產品仍以基頻之相關應用為大宗。

目前三種技術都分別有不同的廠商在推廣與生產，但以LTCC技術之商業化速度最快。整體而言，薄膜技術所表現的效能最佳，但成本也最高；反之內嵌式技術其成本最低，但效能表現較差。而低溫陶瓷共燒陶瓷則介於兩者之間。惟就產品在無線通訊產品之應用觀之，由於陶瓷材料本身具有優良之高頻特性，故LTCC惟目前最適合用於無線通訊產品之技術。

被動元件

任何電子元件通常均可概分為主動元件與被動元件。所謂主動元件是指元件本身可以發出電(或能量)以供給別的電子元件耗用，於電子產品中具主動作用之元件。一般常見之半導體元件中，如在電子產品中執行資料運算、處理功能之積體電路元件(如CPU、晶片組、記憶體…等)，或具有整流、放大、開關切換...等功能的分散式元件(如二極體、電晶體…等)均屬之。

被動元件係指不影響信號基本特徵，而僅令訊號通過而未加以更動的電路元件。其主要用於貯存能量或消耗能量之功能，主要包括電阻、電容、電感、濾波器、震盪器、變壓器等基本電路元件。各種需要使用電力來驅動的產品，皆需使用這些被動元件來達成電子迴路控制的功能。因此，在電子元件整合的過程中，便牽涉到此二類電子元件之整合方式。

SoC vs SiP

由於積體電路設計技術的提高，積體電路規模越來越大，已可以將整個微電子系統整合爲一個晶片，使得在一個晶片上包括了CPU、數位訊號處理器、邏輯電路、類比電路、射頻電路、記憶體和其他電路模組並嵌入軟體，而構成完整的系統，此即系統單晶片（System on Chip；SoC）技術發展之極致。然而目前SoC從設計到最後測試階段的技術均未臻成熟，在單晶片上架構複雜的微電子系統，往往因爲技術的相容性問題導致良率偏低，且成本過高而不可行。此外， SoC僅能運用於單一材料，並無法完成主動元件與被動元件間之整合，即使主動元件亦可能因不同材質(如Si(矽)、GaAs(砷化鎵)及InP(磷化銦)等)而無法整合。 

系統級封裝(System in Package;SiP)技術是指將晶片堆疊成三度空間並將週邊被動元件整合到封裝基板內部，以混合搭載於同一封裝體之內，由此構成系統整合封裝之技術。相較於SoC，SiP可將不同技術、材料製作的晶片封裝形成一個系統而仍有很好的相容性，亦可將原本黏著於基板上之被動元件，內埋於多層結構的基板中，以節省使用空間，達成縮小體積的目標。此外，由於SiP 具有比SoC更快的開發速度和更低的開發成本，因此為目前SoC突破設計瓶頸前的最佳解決方案。

目前實現SiP的方法很多，其中低溫共燒陶瓷(Low Temperature Co-fired Ceramics；LTCC)技術，係以陶瓷材料作為基板，利用無機陶瓷粉加上有機黏結劑混合成泥狀的漿料，經過刮刀成型以及乾燥後製成一張張的薄生胚，再利用網印技術將電路設計在上面，並於各層打出成千上萬個供訊號垂直傳遞的通孔，填入銀膏作為電極，最後將所需的多層生胚疊壓並在1000℃以下的溫度， 將金屬與陶瓷一次燒結，形成緊密結合的LTCC元件。由於將電阻、電容、電感等被動元件燒結在同一片基板內，使得原本面積龐大的電路立體化，形成多層的積體結構，即如同係「被動元件的積體電路」，大幅縮小電子元件的體積。至於其他不能埋入的元件如IC、收發器等則承載於基板表面，即可構裝成完整之系統封裝模組。最後將整塊LTCC模組黏到電路板上，如此除可大幅縮減元件之間的空間外，因原本黏於基板上的電阻、電容、電感等被動元件及部分連接線路製作成多層結構內藏在基板中，而縮小基本使用面積，如此可以減少電路板的焊錫點，降低高頻所產生之不必要的寄生效應。除此之外，LTCC技術開發的被動元件和模組具有高頻、高Q、適應大電流及耐高溫等特性，最適用於無線網路及通訊產品之中。同時由於整合型元件係將被動元件藏於電路板中，可以減少濕度、腐蝕等問題，而達到增加使用年限之效果。因此國內之被動元件業者均積極開發LTCC技術。

在無線通訊上，LTCC主要應用於射頻電路中，射頻電路的功能，主要在於傳送、接收並處理無線電波訊號，在電路上主要是由天線、帶通濾波器（Band Pass Filter；BPF）、低雜訊放大器（LNA）、功率放大器（PA）、及射頻收發器 （RF Transceiver）等五大部分所組成。以手機通訊為例，在射頻電路中，LNA、 PA與表面聲波濾波器(RF SAW Filter)合稱射頻前端（RF Front-End），目前已利用LTCC來進行模組化。未來手機射頻電路更利用LTCC基板開發整合PA、LNA、 天線、射頻收發器、轉換器、濾波器及其他被動元件的模組，其複雜度高，且積體化程度更高。 

LTCC產業上、中、下游之關聯性

高頻整合元件及模組與高頻晶片陶瓷元件在上游原材料產業方面，主要包括陶瓷粉末、導電油墨及介電材料，主要製程儀器設備包括雷射打孔機、端銀機、連續爐、切割機、射頻測試機及網路分析儀等。下游產業包括無線通訊產業、車用電子系統、航太及軍事通訊產業等。

LTCC上游為原材料與特用化工業，其向上游供應商主要係採購生產過程所需之玻璃陶瓷粉、導電油墨及介電材料等原材料。目前陶瓷基板之原材料配方來源主要掌握於日本及歐、美廠商。由於LTCC技術發展主要集中在亞洲地區，尤以日本為主，因此LTCC產品之生產亦以日本為最主要生產國，因此日本生產之原料多優先供應其本國生產。至於歐、美生產LTCC陶瓷基板所需原材料之主要生產廠商則有DuPont、Heraeus和Ferro等三家，均為璟德之重要供應商。

璟德，是一家LTCC高頻元件與模組公司。近5年(至2022年)ROE為7%，28%，24%，20%，23%。毛利率為36%，57%，59%，60%，62%。資產負債率為14%，15%，18%，13%，12%。以2022年來看，公司銷售以亞洲佔51.6%，美洲佔27.2%，台灣佔20%，歐洲佔1%。璟德產品主要應用於WLAN，手機和藍芽，其它如寬頻應用.....等等。LTCC在2020年產值為32.2億美元，預計到2027年產值為75.9億美元。其中，日本市占率為最高，有50%。

以下為璟德主要客戶:

Customers: Arcadyan, Foxconn, Lite-on, Sercomm, WNC, Cisco, Intel, Microsoft, Huaqin, LongCheer, Lenovo, OPPO, TP-Link, vivo, Xiaomi, Wingtech, ZTE, etc. 

 IC reference solution partners: MTK, Realtek, Qualcomm, Broadcom, Intel, TI, Hisilicon, Spreadtrum, etc.

競爭

電子產業經過長期發展，加上中國以其低廉的勞力成本，採取價格競爭，使得電子產業，已進入微利時代。然而目前LTCC技術發展仍掌握在日本手中，其他國家之發展尚屬緩慢，因此尚未進入殺價競爭之紅海期。並且由於LTCC產品具有高頻及高Q以及整合之特性，適用於無線通訊產品，與傳統RCL被動元件具有明顯區隔，因此仍具有較高之毛利。

近年來無線通訊蓬勃發展，無論是在行動電話、無線區域網路(WLAN)、全球定位系統(GPS)或藍芽(Bluetooth)等主流應用都呈現高度成長，然而相對於國際大廠，我國在在無線通訊高頻元件及模組化技術的發展卻仍屬薄弱。目前全球整合元件大廠以日本、歐美等國為主要供應來源，如日本的 Murata、Kyocera、TDK， 歐洲的Bosch，CMAC及美國的CTS等大廠，反觀國內廠商，由於起步較晚，目前我國在全球市佔率和相對產值仍低。

目前，璟德全球市佔率約為2%。

發展趨勢

(1) 高頻化

由於無線通訊應用邁入大眾市場，近年來全球對無線通訊系統的需求急速增加，因此所使用的無線通訊頻段也跟著大幅躍升，具備精準、窄帶、高穩定度與陡峭頻譜等特性之高頻元件將成為主流。

(2)小型化

以手機為例，目前每支手機約有多達 200 個以上的被動元件，因此，元件的小型化直接影響了手機的輕、薄、短、小。

(3)模組化

為同時符合小型化、多系統功能及高傳輸效率等目的，除縮小單一元件的體積外，元件模組化乃是現階段有效達成以上多元需求的最佳解決方案。以通訊模組而言，被動元件的數目仍是主動元件的30~40 倍以上，若以目前表面黏著技術(SMT)組裝，會造成可靠度降低、成本提高及佔大量面積等缺點，因此， 元件的積體化愈顯重要。 

RF元件透過系統級封裝(System in a Package:SiP)將成為未來幾年模組化的技術主流，目前通訊整合元件大多採用較成熟的低溫共燒陶瓷 (Low-Temperature Cofired Ceramics：LTCC)技術，將數十個元件整合於為一個三度空間的積層模組，此舉已達成單一模組具備多種功能並有效縮小產品體積的訴求。現行利用 LTCC 技術整合元組件主要應用於 RF 模組，包含手機、全球定位系統(GPS)、無線區域網路(WLAN)及藍芽(Bluetooth)等等，此外，由於 LTCC 的高頻、高耐熱和耐衝擊特性，未來在汽車電子系統的應用也會相當普遍。