厚膜陶瓷基板是一个容易被“陶瓷基板”这个大类标签所掩盖的细分市场。它与DPC、DBC、AMB、薄膜基板同属陶瓷基板家族,但技术逻辑和竞争格局截然不同,这也决定了厚膜陶瓷基板市场特征是:应用分散,汽车电子与传感器是最大的需求池,国产化率较高但高端浆料仍依赖进口。
1、厚膜陶瓷基板定义及产业链
厚膜陶瓷基板通常指以氧化铝(Al₂O₃)、氮化铝(AlN)等陶瓷为基片,通过丝网印刷导体、电阻、介质浆料并经高温烧结形成线路与功能层的陶瓷基板,主要应用于厚膜电路、片式电阻、汽车传感器、LED、厚膜加热器、电力电子与微波射频等。
厚膜陶瓷基板行业产业链图解
资料来源:观研天下整理
2、厚膜的核心是“印刷+烧结”,与其他陶瓷基板形成场景分工
根据观研报告网发布的《中国厚膜陶瓷基板行业发展趋势研究与投资前景分析报告(2026-2033年)》,厚膜陶瓷基板是一个容易被“陶瓷基板”这个大类标签所掩盖的细分市场。它与DPC、DBC、AMB、薄膜基板同属陶瓷基板家族,但技术逻辑和竞争格局截然不同:DPC/DBC/AMB的核心是“金属层如何与陶瓷结合”,服务于高功率、高可靠场景;厚膜的核心是“浆料如何印刷并烧结在陶瓷上”,服务于成本敏感、中等精度、多品种小批量的场景。厚膜基板的制造工艺是:在陶瓷生片或烧结后的陶瓷基板上,通过丝网印刷将导体浆料(金、银、钯银、铜)、电阻浆料、介质浆料按设计图形印刷,再经高温烧结(通常850-1000℃)使浆料与陶瓷结合形成线路。这一工艺的核心优势是成本低、层数灵活、适合多品种中小批量生产,但线路精度受丝网印刷分辨率限制(典型线宽/间距在100-200μm以上),难以满足高密度互连需求。
与DPC(直接镀铜)、DBC(直接键合铜)、AMB(活性金属钎焊)相比,厚膜的导热能力和功率承载能力较弱——厚膜的金属层厚度通常在10-30μm,而DBC的铜层厚度可达200-600μm,AMB更高。因此,厚膜主要应用于对导热要求中等、但对成本和集成灵活性敏感的场景,而DPC/DBC/AMB则主导IGBT、SiC模块等高功率场景。与薄膜基板相比,厚膜的精度低一个量级,但成本远低于薄膜。
陶瓷基板主要类型对比情况
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基板类型 |
金属层形成方式 |
典型线宽/间距 |
导热能力 |
成本水平 |
核心应用场景 |
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厚膜 |
丝网印刷+高温烧结 |
100-200μm以上 |
中等 |
低 |
汽车电子、传感器、厚膜加热器、微波电路 |
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DPC |
电镀+光刻 |
20-50μm |
较高 |
中高 |
LED、光通信、功率器件 |
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DBC |
铜箔直接键合 |
100-300μm(铜层厚) |
高 |
中高 |
IGBT、SiC模块 |
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AMB |
活性金属钎焊 |
铜层厚 |
最高 |
高 |
SiC模块、轨道交通、航空航天 |
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薄膜 |
溅射+光刻 |
5-20μm |
中等 |
高 |
高精度传感器、光通信 |
资料来源:观研天下整理
然而,这一技术分工的产业含义在于厚膜陶瓷基板不会被DPC/DBC/AMB“替代”,因为它们服务的场景不同。厚膜在汽车电子传感器、厚膜加热器、微波电路等场景中具有成本和集成灵活性优势,这些场景对线路精度的要求不高,但对可靠性和成本敏感。厚膜的市场增长不取决于“能否追上高功率基板的性能”,而取决于其固有应用场景的需求扩张。
3、汽车电子与传感器是厚膜陶瓷基板行业最大需求池,加热器与微波电路构成补充
当前,厚膜陶瓷基板行业需求结构高度分散。具体来看:
汽车电子是最大的需求方向。厚膜基板在汽车中用于ECU(发动机控制单元)、传感器(氧传感器、压力传感器、温度传感器)、点火模块、LED车灯驱动等。汽车电子的需求特征是:单车用量随电子化程度提升而增长,但对成本的敏感度极高,且车规级认证周期长(通常2-3年)。厚膜基板在汽车电子中的优势在于“成本+可靠性”的平衡——它不需要DPC/DBC的高导热能力,但需要承受发动机舱的高温和振动,厚膜的烧结工艺和陶瓷材料能够满足这一要求,同时成本低于薄膜和DPC方案。
厚膜陶瓷基板在汽车电子中的应用场景
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应用场景 |
具体部件 |
厚膜基板的功能 |
技术要求 |
市场特征与数据边界 |
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发动机控制单元(ECU) |
ECU电路基板、点火模块基板 |
承载控制电路、功率器件与信号线路;部分ECU采用厚膜混合集成电路(HIC)方案 |
耐高温(发动机舱环境可达125℃以上)、抗振动、长期可靠性;线宽/间距要求中等(100-200μm级) |
汽车电子是厚膜基板最大需求方向;车规级认证周期2-3年,客户黏性高 |
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氧传感器 |
氧传感器加热器与电极基板 |
承载加热电阻(使传感器快速达到工作温度)与信号电极 |
耐高温(排气侧可达800℃以上)、抗热冲击、加热电阻的阻值一致性;对浆料高温稳定性要求极高 |
传感器是厚膜基板第二大需求方向;氧传感器用厚膜加热器是典型的高可靠性场景 |
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压力传感器 |
进气压力、燃油压力、制动压力传感器基板 |
承载压敏电阻/电容的电极与信号调理线路 |
精度与长期稳定性;厚膜电阻的阻值温漂控制;小批量多品种,适配丝网印刷柔性制造 |
传感器场景“多品种、小批量”特征与厚膜“换网版即换型号”的柔性优势高度契合 |
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温度传感器 |
水温、油温、进气温度传感器基板 |
承载热敏电阻电极与信号线路 |
耐温范围宽(-40℃至150℃以上)、阻值一致性 |
与压力传感器类似,属多品种小批量场景 |
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点火模块 |
点火线圈驱动模块基板 |
承载功率器件与厚膜电阻/导体线路 |
耐高压、抗电磁干扰、耐高温 |
部分点火模块采用厚膜混合集成电路方案,但被PCB/DPC方案部分替代 |
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LED车灯驱动 |
LED驱动电源基板、厚膜加热除霜基板 |
承载LED驱动电路;部分场景利用厚膜电阻实现加热除霜 |
导热要求中等(LED功率密度低于SiC模块);成本敏感 |
LED车灯驱动是厚膜基板在汽车照明中的延伸场景,但部分被铝基板/DPC替代 |
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厚膜加热器(新能源汽车) |
电池预热加热器、座舱加热器 |
厚膜电阻浆料印刷烧结在陶瓷基板上,实现快速升温与精确控温 |
热效率高、升温快、体积小、寿命长;电阻浆料的温度系数控制 |
厚膜加热器是增速高于厚膜基板整体的细分方向,受益于新能源车电池热管理需求 |
资料来源:观研天下整理
传感器是厚膜基板的第二大需求方向。厚膜技术在压力传感器、气体传感器、温度传感器中用于制作电极、加热器和信号线路。传感器的需求特征是“多品种、小批量”,这与厚膜“印刷+烧结”的柔性制造模式高度契合——换一个传感器型号只需更换印刷网版,无需重建整条产线。这一“柔性优势”是厚膜在传感器领域难以被替代的根本原因,也是厚膜基板企业客户黏性较高的来源。
厚膜加热器则是一个值得关注的细分方向。厚膜加热器通过在陶瓷基板上印刷电阻浆料并烧结,实现快速升温、精确控温,应用于即热式热水器、医疗设备、3D打印机、新能源汽车电池预热等场景。这一方向的增速高于厚膜基板整体,因为“电能转热能”的场景正在从传统的金属加热丝向厚膜加热器迁移,驱动力是厚膜加热器的热效率更高、体积更小、寿命更长。
厚膜加热器主要应用场景与技术要求
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应用场景 |
具体产品/部件 |
厚膜加热器的作用 |
关键技术要求 |
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即热式热水器/电热水龙头 |
厚膜发热体、水流加热模块 |
水流通过时即时加热,实现“秒出热水”,无需储水箱 |
功率密度高(可达50-100W/cm²)、水电隔离绝缘、耐水垢、寿命长(万小时级);电阻浆料温度系数稳定 |
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医疗设备 |
呼吸机湿化器、透析机加热模块、生化分析仪恒温模块、手术器械加热 |
精确控温(±0.5℃级)、快速响应、无污染加热 |
温度均匀性、生物相容性(无重金属析出)、长期稳定性、洁净度;部分场景需耐消毒剂腐蚀 |
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3D打印机 |
热床加热板、喷嘴加热模块、chamber加热 |
热床均匀加热(保证首层附着力)、喷嘴快速升温 |
温度均匀性(热床温差≤±2℃)、升温速度、平面度;耐反复热循环 |
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新能源汽车电池预热 |
电池包预热加热器、模组加热片 |
低温环境下快速将电池加热至适宜工作温度,改善低温续航与充电性能 |
高功率密度、快速升温(-30℃环境下数分钟内升温)、绝缘耐压(高压平台)、阻燃、轻量化;与BMS联动控制 |
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新能源汽车座舱加热 |
空调暖风加热器(PTC厚膜替代) |
替代传统PTC加热器,实现更快速、更均匀的座舱制热 |
热效率高于传统PTC、体积小、升温快;高压平台绝缘;与热泵系统协同控制 |
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小家电 |
即热式饮水机、咖啡机、蒸汽熨斗、电蒸锅 |
快速产生热水或蒸汽 |
成本敏感、寿命要求中等;干烧保护、防垢 |
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工业与实验室 |
半导体设备加热台、分析仪器恒温模块、管道伴热 |
精确控温、洁净加热、局部加热 |
温度精度(±0.1℃级)、洁净度(无颗粒/金属析出)、耐腐蚀 |
资料来源:观研天下整理
微波电路与光通信是厚膜基板的高价值细分。厚膜在金导体浆料和介质浆料上的选择使其在微波电路中具有低损耗优势,应用于基站功放、卫星通信、雷达等场景。这一方向的规模小于汽车电子,但单板价值量更高,对浆料纯度和印刷精度的要求也更严。
4、我国厚膜陶瓷基板行业国产化率较高,但高端浆料是“卡脖子”环节
厚膜陶瓷基板行业在基板制造环节的国产化率较高,但上游浆料(尤其是金浆、钯银浆、高精度电阻浆料)仍依赖进口。
基板制造环节,国内企业已形成较完整的供给能力。三环集团、国瓷材料、中瓷电子等在氧化铝和氮化铝陶瓷基板领域有长期积累;博迁新材在电子浆料用超细金属粉体上有布局。这些企业的优势在于陶瓷基板的制备能力(流延、烧结、研磨)和成本控制,能够满足汽车电子、传感器等场景对基板的一致性和可靠性要求。
但上游浆料是真正的壁垒所在。厚膜浆料由金属粉体(金、银、钯、铜)、玻璃粉、有机载体组成,配方决定了印刷性能、烧结后的附着力、方阻和可靠性。全球厚膜浆料市场由贺利氏(Heraeus)、杜邦(DuPont)、田中贵金属(Tanaka)、住友金属矿山等少数企业主导,这些企业在金属粉体的粒径控制、玻璃粉的配方、有机载体的流变特性上积累了数十年经验。国内浆料企业在银浆、铝浆上有一定进展(主要服务于光伏),但在高可靠性汽车电子用金浆、高精度电阻浆料上与国际水平仍有差距。
我国厚膜陶瓷基板行业主要企业概览
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企业 |
核心产品 |
技术进展 |
市场布局与客户 |
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三环集团 |
氧化铝陶瓷基板、氮化铝陶瓷基板、ZTA陶瓷基板、陶瓷封装基座 |
国内陶瓷基板龙头,掌握流延、烧结、研磨抛光全流程工艺;氧化铝基板技术成熟,氮化铝基板导热性能持续提升;具备厚膜金属化配套能力 |
客户覆盖汽车电子、传感器、光通信、半导体封装等领域;全球陶瓷基板主要供应商之一 |
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国瓷材料 |
氧化铝/氮化铝陶瓷基板、陶瓷粉体、电子浆料 |
陶瓷材料平台型企业,具备从粉体到基板的垂直整合能力;氮化铝粉体自给,基板导热性能与一致性有保障;布局电子浆料延伸 |
客户覆盖汽车电子、LED、功率器件、传感器等;基板业务与粉体业务形成协同 |
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中瓷电子 |
陶瓷封装基板、厚膜/薄膜金属化陶瓷基板、电子陶瓷外壳 |
中国电科十三所旗下,陶瓷封装与金属化技术积累深厚;具备厚膜印刷+烧结的金属化能力,产品覆盖汽车电子、光通信、微波电路 |
客户覆盖国内主流汽车电子Tier1、光模块厂商、军工科研院所;车规级认证推进中 |
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博迁新材 |
电子浆料用超细金属粉体(纳米镍粉、银粉、铜粉等) |
国内超细金属粉体领先企业,粉体粒径控制与分散技术是厚膜浆料的核心上游;PVD法制粉工艺具备差异化优势 |
客户覆盖电子浆料企业、MLCC企业等;厚膜浆料用粉体为延伸方向 |
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福建华清电子 |
氮化铝陶瓷基板、氧化铝陶瓷基板 |
国内氮化铝陶瓷基板规模化代表企业,具备粉体—基板—金属化能力;产品覆盖光通信、IGBT、LED、TEC等场景 |
客户覆盖光模块厂商、功率器件企业;氮化铝基板在导热要求较高的厚膜场景中有应用 |
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无锡海古德 |
氮化铝陶瓷基板、氧化铝陶瓷基板 |
国内氮化铝基板主要企业之一,具备流延、烧结和金属化能力;产品用于功率器件、LED、汽车电子 |
客户覆盖国内功率器件和光通信企业 |
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中铝新材料 |
氧化铝陶瓷基板、精细氧化铝粉体 |
依托中铝体系,具备氧化铝粉体和基板一体化能力;氧化铝基板在厚膜场景中成本优势明确 |
客户覆盖汽车电子、传感器、工业领域 |
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贺利氏(Heraeus) |
厚膜浆料(金浆、银浆、钯银浆、电阻浆料、介质浆料) |
全球厚膜浆料龙头,金属粉体、玻璃粉配方、有机载体流变特性积累深厚;车规级浆料可靠性数据完整 |
客户覆盖全球汽车电子Tier1、传感器企业、厚膜基板制造商 |
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杜邦(DuPont) |
厚膜浆料(导体、电阻、介质浆料) |
全球厚膜浆料主要供应商,在汽车电子和工业领域有长期应用数据;电阻浆料的方阻范围和温漂控制处于行业领先 |
客户覆盖全球厚膜基板企业和汽车电子Tier1 |
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田中贵金属(Tanaka) |
厚膜浆料(金浆、铂浆、钯浆等贵金属浆料) |
贵金属浆料领域技术领先,金浆和铂浆的纯度与烧结性能行业标杆;在传感器和医疗电子场景有深度应用 |
客户覆盖高端传感器、医疗电子、航空航天领域 |
资料来源:观研天下整理(WYD)
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