【隐形冠军】三环集团:陶瓷封装基座

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晶振是个什么东西?

晶振是石英晶体谐振器(quartz crystal unit或quartz crystal resonator,常简写成Xtal)的简称,是任何电路必需的时钟器件,属于被动元件。

所谓晶体,就是原子、分子、或离子以规则、重复的模式朝各方向延伸排列的一种固体。

因此,晶体既然是固体,就和几乎所有的弹性材料一样,具有自己的自然共振频率,这个共振频率取决于晶体的尺寸、形状、弹性、与声音在里面的传播速度。

高频晶体通常是切成简单的形状,如方形片状。如石英手表使用的低频晶体则常切成音叉形。如不需要太高的精确度,则也可以使用陶瓷谐振器代替石英晶体谐振器。

晶振的原理就是利用晶体的压电效应,这是著名的居里夫人和她老公在1880年发现的。给晶体加上电场,晶体会产生变形;去掉电场,晶体会恢复原状并发出电场,因而在电极上产生电压。

石英晶体的好处是:振荡频率对温度变化不敏感,也就是,当温度变化时,影响振荡频率的弹性系数与尺寸变化非常轻微,具有特别稳定的频率特性。当然,这种共振特性还取决于振动模式与相对于晶轴的切割角度。

利用石英晶体的压电效应,可以做成用来产生高精度振荡频率的电子元件,为各种数字电路提供基准时钟。但石英晶体很娇气,同时为了防止外部温度和震动的干扰,做成电子元件就必须封装起来。

这样,最好的方式就是把晶体放置在一块陶瓷基座上,陶瓷的坚硬能很好地保护晶体,同时陶瓷在烧结的时候还能把连接的电路导线和导电的引线孔做上去,这样,只要用银丝把晶体和电路连接,并用一种胶把“晶体、银线“胶到陶瓷基座上,保护起来,最后用个外壳封装,把引脚引出来,就成了最终产品:晶振。

这就是三环所谓的陶瓷封装基座业务,三环称之为pkg。当然这种陶瓷封装基座业务不止限于晶振,还广泛应用于各种电子器件的封装,尤其是集成电路,比如,SAW(声表面波滤波器)、BAW(体表面波滤波器)、CMOS、大功率LED、摄像头等影像模组、各种SOC(System-on-chip)等等等等。

三环的陶瓷封装基座业务

很显然,最最简单的陶瓷封装基座业务就是做晶振pkg了,或者说这个世界恐怕找不到更简单的陶瓷封装基座业务了。

日本的京瓷是这个世界第一个把陶瓷用作电子器件封装基座的公司。到今天为止,全球的陶瓷封装基座业务还是日本公司垄断。2014年三环招股书透露:根据中国电子元件行业协会信息中心的研究,2012 年全球片式电子元器件用陶瓷封装基座的市场规模约为9亿美元,这一市场基本上被日本京瓷KyoCera、住友(NSSED)、NTK 以及中国的三环集团四家公司所占据,其中京瓷2012 年片式电子元器件用陶瓷封装基座的销售额达到全球市场的68%。

三环2010年开始做晶振pkg,是国内到目前为止唯一实现量产的公司, 2014年IPO募集的资金中,就有3亿元投入到SMD陶瓷封装基座上,当然主要是晶振pkg,最后实际投资2.48亿。

至于粉体和设备,你有钱也买不来,必须自制。三环都搞定了。有人估算,三环晶振pkg的价格从2011年的每个2毛钱,降到了2014年IPO时的一毛一。毛利率和利润率都很稳定。

想当初,三环要做晶振pkg的时候,遭到日本公司降价威胁。三环实在非常牛逼,根据2016年中报,日本NTK将于2017年底退出晶振陶瓷基座和SAW 陶瓷基座的生产,中国市场份额全部留给了包括三环在内的另外三家企业。其实,感受到竞争压力的不只是NTK,住友陶瓷封装基座的盈利压力也很大,要不了几年也会退出的。

三环把陶瓷封装基座和指纹识别陶瓷盖板合并归口到“半导体部件“,这样投资者就没法知道单项产品的产销情况和盈利情况了。

总之,陶瓷封装基座这一块业务,三环集团已经表现出极强的竞争优势,质量相当,价格比对手低很多,这么大的进口替代空间,相信三环这个价格剃头刀一定会复制光纤插芯及套筒的路数。事实上,2016和2017年报里面多次提到:陶瓷封装基座市场占有率继续提高,扩大陶瓷封装基座产能等。

陶瓷封装基座业务,任重道远

需要陶瓷封装基座的地方太多了。

三环已经是晶振pkg的霸主,大功率LED封装基座早就大面积应用了,SAW pkg也已经通过日本公司的认知,开始批量供货了。CMOS pkg一直在认证当中,最近也没有消息。总之,中国的市场多大啊,只要你是国内独家,空间就不用担心了,可以说非常非常大,宇宙第一大。

三环就像德国卡尔蔡司一样,170多年来,只搞光学玻璃,但这个天底下只要有任何光学玻璃的新应用,都是卡尔蔡司的“菜“,不管是哪个行业。三环的电子陶瓷也是一样。

但一定要认识到,其它陶瓷封装基座业务跟晶振pkg是显著不同的。晶振pkg,三环是自用,自己一切搞定,做出晶振这个产品。其它陶瓷封装基座业务是三环卖陶瓷基座,客户完成产品封装。

因此,必须看到相对不利的一面:这种pkg的单件价格都很低很低,原来采用京瓷陶瓷基座的用户,没有很大的动力来改变已经成熟的工艺,改用三环的基座,重点还是应该放在新的芯片封装上。