在目前的陶瓷基板行業(yè)，日本占據(jù)全球絕大市場份額。在關鍵材料方面，氮化鋁、氮化硅粉體仍依賴進口，大部分市場份額被日本企業(yè)占據(jù)。此外，用于金屬化工藝的銅箔，國內(nèi)尚無企業(yè)能夠生產(chǎn)替代，完全依賴進口。
陶瓷粉體、陶瓷裸片和陶瓷基板三個環(huán)節(jié)均有較高的工藝壁壘，從工藝難度上:粉體制備>陶瓷裸片制備>陶瓷基板制備。國內(nèi)陶瓷基板行業(yè)起步較晚，目前多數(shù)企業(yè)僅具備粉體、裸片、基板中某一環(huán)節(jié)的生產(chǎn)能力，導致整體產(chǎn)業(yè)鏈較為零散。目前國內(nèi)雖有上市公司涉及陶瓷基板業(yè)務，但基板業(yè)務營收占比較小，發(fā)展還處于較為初級階段。整體來看，陶瓷基板行業(yè)壁壘主要體現(xiàn)在兩個方面。一是工藝壁壘，二是下游客戶認證壁壘，企業(yè)若想獲得高質量的發(fā)展，突破兩大壁壘勢在必行。
由于陶瓷材料多為共價晶體，有些不易產(chǎn)生變形且經(jīng)常發(fā)生脆性斷裂，需要先制備出適合用于金屬化的晶體相。目前常用的陶瓷基板粉體包括氧化鋁、氮化鋁、氮化硅、氧化鈹?shù)?。其中BeO粉體因具有毒性逐步退出歷史舞臺。在粉體制備層面，產(chǎn)業(yè)化主要面臨以下難點：（1）原料中的氧會嚴重影響晶體質量和性質，成為降低材料熱導率的主要因素。為此，需要選用低氧含量的高品質氧化鋁粉體原料，同時合理選擇燒結助劑，促進氧原子向坯體外遷移，盡可能降低燒結基板中的氧含量。（2）目前市售AlN粉體的純度普遍不高，主要是容易存在硅、鈣、鐵、鈉、鉀等五種雜質。雜質的存在影響粉體顏色及電學性能。
（3）粒徑影響粉體的燒結活性和燒結質量。故而要求粉體顆粒具有高的球形度，粒徑分布呈單峰正態(tài)分布且盡可能窄。粉體顆粒度越均勻，燒結均勻性也越高。各粉體制備基片的工藝大體一致，在從粉體到基片的過程中難度最大的是在燒結這一道工藝，主要技術壁壘體現(xiàn)在：（1）燒結助劑的選擇與用量。相同工藝下，添加不同種類、不同用量的燒結助劑對粉體熱導率均有不同影響。因此燒結助劑的選擇不僅是需要反復實驗來證實合適的方案，還需要結合后續(xù)的工藝來全局考慮。（2）反應條件。以制備氮化硅粉體為例，需要通過一定的氣流氣壓將其中的氧氣保持在較低水平、氮氣保持在較高水平，同時還需將CO氣體排除，故對設備的氣場控制成為燒結產(chǎn)物是否達標的決定因素。目前，制備陶瓷裸片產(chǎn)業(yè)化應用最為成熟的是流延成型法。該工藝限制因素較多，有機添加劑的含量往往是由經(jīng)驗確定，而不是由發(fā)生在顆粒表面的物理化學過程和它們之間的相互作用計算得到。陶瓷薄片對環(huán)境變量非常敏感，過程中變量的改變往往影響產(chǎn)品性能。此外，陶瓷薄片的厚度不易控制，應仔細分析影響陶瓷薄片厚度的因素，可以采取有限元模擬等手段，制備出厚度均勻、質量優(yōu)異的薄片。金屬化機理涉及到化學和物理反應、物質的塑性流動、顆粒重排等。各種物質在不同燒結階段中其原子或分子發(fā)生擴散遷移，重新排列后實現(xiàn)金屬化層的致密化。目前主流的金屬化工藝包含DPC、DBC、AMB、LTCC/HTCC。從不同的金屬化工藝來看，日本京瓷在主流陶瓷基板技術應用上占絕對優(yōu)勢，占據(jù)全球38.4%的市場份額。其它國外企業(yè)如德國賀利士、美國羅杰斯也在全球陶瓷基板領域占據(jù)重要位置。國內(nèi)企業(yè)方面，富樂華、同欣電子等均實現(xiàn)了在主流陶瓷基板技術上的全覆蓋。（1）陶瓷與金屬熱膨脹系數(shù)相差太大，不匹配導致的熱應力問題；（2）金屬與接觸面共鍵結晶化過程中帶來的氧含量問題；（3）陶瓷本身的特性，導致金屬與陶瓷連接難度較高，釬料的選擇和制備很重要。陶瓷基板用于封裝工藝中，在器件封裝完成后如發(fā)生故障一般無法返修，只能對整個器件進行更換，因此下游客戶對于陶瓷基板的選用和認證謹慎而嚴苛。尤其體現(xiàn)在汽車及軍工領域，其對陶瓷基板的抗老化性能、耐極端環(huán)境能力和強度性能的測試需進行數(shù)千小時，周期長達半年至1年。
