受惠於5G基礎建設及電動車需求，第三代半導體材料氮化鎵(GaN)、碳化矽(SiC)，近年成為市場關注的焦點。這類III-V族化合物半導體的生成方式，是置放一塊基板，透過「有機金屬化學氣相沉積法」(MOCVD)或「分子束磊晶法」(MBE)，使III-V族化合物在基板上形成一層薄膜，逐漸堆積成具有厚度的磊晶片(EPI Wafer)，可以想像成洞窟中鐘乳石形成的概念，這個過程稱之為「長晶」。 其實氮化鎵並不是新材料，過去已採用藍寶石基板，廣泛應用在藍光LED上。但如果要有效降低成本，或是提高效能，就必須將基本材質改為矽(Si)或碳化矽(SiC)，因而產生矽基氮化鎵(GaN-on-Si)、碳化矽基氮化鎵(GaN-on-SiC)兩種類別，其中，矽基氮化鎵未來將應用於中高壓功率元件，例如快充接頭、車用半導體......等，而碳化矽基氮化鎵則會應用在高功率射頻元件，例如5G基地台、衛星通訊......等。此外，如果不與氮化鎵結合，以碳化矽材質製造的逆變器，廣泛應用在太陽能、電動車......等領域，缺料問題受全球產業高度關注，已爆發過多次綁料風潮。 但這些技術都還面臨許多瓶頸，至今能穩定量產的供應商不多，所以尚未大規模導入終端應用。矽基氮化鎵面臨的問題，是矽與氮化鎵的熱膨脹係數差異太大，在長晶過程中容易發生翹曲、龜裂或破裂的現象，目前只有少數業者能穩定量產6吋矽基氮化鎵磊晶片。碳化矽基氮化鎵面臨的問題，則是要取得高純度碳化矽非常不容易，且長晶所需耗費的時間非常長，過程中監控溫度的要求也很高，目前全球僅有Cree能穩定量產6吋碳化矽基板，市佔率高達70%。 以台系業者來說，環球晶目前有能力供應4吋碳化矽基氮化鎵磊晶片，6吋矽基氮化鎵磊晶片；而嘉晶目前以4吋、6吋矽基氮化鎵為主，同集團的漢磊則提供4吋、6吋晶圓代工服務。此外，台積電、世界先進也有提供6吋矽基氮化鎵代工服務(詳見「III-V族半導體產業地圖」)。但客戶希望能再往6吋、8吋發展，以利規模經濟效益，中美晶也與交通大學合作投入新世代材料開發，未來還有一段路要繼續努力。 而本次中美晶入股宏捷科一案，意味著中美晶想要擴大觸角，集團現有佈局包括： 1. 母公司以太陽能矽晶圓為主，近年受到陸系廠商競爭，本業持續虧損，但2020年7月20日保利協鑫新疆廠爆炸(參考新聞)，影響全球供給量約9%，本業營運浮現轉機。 2. 在半導體矽晶圓領域，中美晶持有環球晶股權51%，環球晶擁有12吋產能約100萬片/月，8吋產能130萬片/月，市佔率居全球第三，並積極發展SOI Wafer、氮化鎵、碳化矽新材料。 3. 在車用半導體領域，中美晶持有朋程股權約19%，並透過朋程間接持有茂矽股權18%。朋程在全球車用發電機整流二極體具領導地位，市佔率近60%，近期朋程陸續將車用整流二極體轉單茂矽，並合作開發IGBT模組，瞄準電動車市場，預計2021年投產。 4. 在基板領域，中美晶持有兆遠股權約43%，主要生產藍寶石基板，為藍光LED的關鍵材料；近期兆遠也切入砷化鎵(GaAs)基板製造，初期以紅光LED練兵，未來將投入光通訊、射頻領域，預計2021年底前會有首款射頻晶片產品出貨。 5. 在半導體材料領域，中美晶持有台特化股權約30%，專供半導體製程用特殊氣體。 由於旗下兆遠切入砷化鎵基板製造，環球晶也積極發展碳化矽基氮化鎵磊晶片，未來瞄準的終端應用就是射頻領域，但集團內並沒有相關廠商，故入股宏捷科就成為完成佈局版圖的最後一塊拼圖。未來宏捷科可提供砷化鎵晶圓代工的經驗，協助兆遠的砷化鎵基板在射頻晶片領域盡快取得認證，同時環球晶也可與宏捷科結盟，開發碳化矽基氮化鎵在射頻晶片領域的應用。但目前為止，碳化矽基氮化鎵的應用領域並不廣，主要是在5G基地台上，全球技術領先的穩懋，碳化矽基氮化鎵營收佔比也只有5%以下，宏捷科則需要更長的時間才能看到貢獻度。 以中美晶集團現有的佈局來看，短期(1年內)發展值得期待的是保利協鑫新疆廠爆炸後，可能誘發太陽能產業短暫缺料，多晶矽價格可望攀升，帶動本業虧損減少或轉虧為盈。中期(1~3年)發展值得期待的是2022~2023年，全球矽晶圓供過於求逐漸緩解，且朋程與茂矽合作IGBT模組開始量產，在客戶端的導入進度逐步看到成果。長期(3年以上)發展才會看到兆遠砷化鎵基板及環球晶碳化矽基氮化鎵的發酵。

朋程於2023年1月11日公告，將斥資14.92億元，以每股99.45元，認購杰力私募普通股1.5萬張，持股比例達29.49%，超越華碩，成為最大股東。 朋程目前主力產品為燃油車發電機整流二極體(STD)，近年因燃油車碳排法規漸趨嚴格，公司也開發出能源轉換效率更好的高效能二極體(LLD)、超高效能二極體(ULLD)，目前STD全球市佔率約60%，LLD、ULLD全球市佔率約70~80%，預估2022年STD、LLD、ULLD出貨量分別達2.1~2.2億顆、6,500萬顆、150萬顆，2023年出貨量將分別達1.9~2.0億顆、7,500萬顆、380萬顆。 【圖一】朋程產品別營收結構 然而，近年全球電動車市場蓬勃發展，持續侵蝕燃油車市場，朋程也積極投入研發，推出48V MOSFET模組、IGBT模組、碳化矽功率模組產品，切入電動車市場。 1. 48V MOSFET模組：應用於電動車啟停系統，但2022年出貨量僅約8萬套，營收佔比約5~6%(詳見【圖一】。此外，公司尚未推出具競爭力的MOSFET晶片，只能採用外購晶片，再自行封裝成模組，導致成本結構不佳，毛利率低於公司平均值。 2. IGBT模組：IGBT於2021年9月首次送樣客戶端進行認證，原訂目標2022年底至少一家客戶導入量產，但進度一再遞延，目前生產線已完備，等待客戶進行驗證，預計2023下半年將少量出貨，初期採用外購晶片，且尚未達到規模經濟效益，毛利率將低於公司平均值。 3. 碳化矽功率模組：主要替日系客戶代工，用於工控領域，目前僅少量出貨，預計下一代改款後才會逐步放量。此外，公司也積極爭取碳化矽功率模組切入車用充電樁，預計2023Q2送樣客戶端進行認證，尚未有明確出貨時程，將積極與客戶洽談2025年以後主流規格的產品。 綜合以上資訊，朋程目前切入電動車市場最大的難題，在於過去只有二極體元件的經驗，對於電動車市場採用的MOSFET、IGBT，公司並沒有足夠的技術能力，只能採用外購晶片，導致毛利率不佳。 杰力則是專業MOSFET設計公司，主力產品為消費性MOSFET，用於NB、Motherboard、Server......等領域，近期積極開發40~200V低壓車用MOSFET，目前已推出產品，期盼能取得車廠認證，切入供應鏈。然而，車廠認證往往需要很長一段時間，尤其是完全沒有出貨實績的廠商，就算取得認證，初期也只會分配到極少量的訂單。 未來雙方合作後，可望提升朋程在MOSFET產品的競爭力，加快導入自製晶片的時程，而杰力也可透過朋程與車廠長期經營的關係，縮短認證期，切入車用供應鏈。

根據SEMI最新報告，受惠車用MOSFET、IGBT需求暢旺，以及第三代半導體材料氮化鎵(GaN)、碳化矽(SiC)即將成為未來主流，預估2017~2022年，全球將興建16座功率及化合物半導體晶圓廠，每月投片量增加120萬片8吋約當晶圓(詳見【圖一】)。此外，英飛凌(Infenion)、恩智浦(NXP)......等IDM業者，在產能吃緊的情況下，為提高廠房使用效率，將會把晶圓薄化製程大量委外代工，帶給相關供應鏈成長契機。 【圖一】全球八吋晶圓廠產能 繼台積電宣布睽違15年再度擴增8吋產能後(詳見「台積電擴建八吋廠，瞄準車用市場商機」獨家產業報告)，聯電、世界先進、中芯也相繼公布2019年資本支出計畫，且不約而同將8吋廠列為擴產重點項目之一。 聯電董事會近期通過資本預算執行案，將投資274億元，擴增蘇州和艦8吋產能1~2萬片，以及台灣8吋產能去瓶頸，並擴增廈門聯芯12吋產能，從1.7萬片提高至2.5萬片。 世界先進規劃2019年投入資本支出36~38億元，較2018年資本支出21億元大幅增加，公司預計擴增月產能2.5~3.0萬片，佔目前月產能20.6萬片的12~15%，並在2019年中旬正式量產GaN-on-SiC。 相對於晶圓代工業者樂觀看待車用、功率元件市場需求，積極擴增8吋產能，封測廠則是態度保守，例如主要承接車用、通訊MCU訂單的欣銓，近期在法說會上表示，因半導體庫存水位偏高，導致2018Q3以來訂單能見度不佳，且中美貿易戰也影響客戶下單信心，根據晶圓代工客戶產能調整狀況判斷，預期半導體產業景氣最快要到2019Q2才有機會回溫，車用MCU在連續兩年成長後，在2019年將出現小幅修正，故2019年資本支出將從30億元下修至16~17億元，顯示經營層對明年景氣持保守看法。 而在前述提及的晶圓薄化製程，國內相關企業包括茂矽、精材、宜特、頎邦、昇陽半導體......等，各家廠商近況如下： 1. 茂矽：以6吋製程為主，2018年產線剛建置完畢，進行風險性試產，規模不大。 2. 精材：以8吋製程為主，產品主要是CMOS Sensor，少部份MOSFET是承接台積電訂單，月產能約1~2萬片。 3. 宜特：以8吋製程為主，2018年正式投產，主要客戶為世界先進，月產能約2~3萬片，經營策略朝向整合後段製程一站式服務。目前良率有待改善，且擴產幅度過大，初期產能利用率偏低的情況下，恐難以攤平折舊費用。 4. 頎邦：以8吋製程為主，供應自家使用，部份訂單會委外昇陽半導體。 5. 昇陽半導體：以8吋製程為主，產品主要是MOSFET，客戶主要是歐美IDM廠商，月產能約8萬片，居國內最大，2019年將受惠Infenion、NXP持續擴大委外訂單量，營收可望維持double-digit成長幅度。 然而，台系晶圓薄化業者的訂單，主要是國際IDM大廠釋出的低階訂單，這些訂單的製程難度相對於晶圓製程來說並不高。雖然我們看好8吋晶圓代工產能吃緊，以及車用、功率元件需求強勁，有助台系晶圓薄化業者營收持續成長，但對於製程難度低、技術護城河不深的產業，在評價上我們會抱持較謹慎的態度。

近期由於地緣政治衝突升溫，銅箔基板(CCL)業者在客戶分散產地的要求下，陸續公佈前往泰國設廠的計畫。 1) 台燿：2023年5月4日召開法說會，公佈2023Q1財報，提及本季從中國匯出新台幣21億元，被課徵所得稅率20%，折合所得稅費用約4.2億元，導致2023Q1財報虧損。據了解，公司從中國匯出資金，主要是為了前往泰國設廠，該廠房一期產能30萬張/月，2025年正式投產，未來視客戶需求可逐步擴充至90~120萬張/月。 2) 聯茂：2023年3月開始，分階段完成建廠計畫，預計2025年初正式投產，該廠房一期投資金額15.36億元，約當於產能30萬張/月。 3) 台光電：2021年購置桃園大園廠土地，原先規畫建立最先進載板產線及研發中心，一期產能30萬張/月，但近期暫緩投資，轉向前往泰國設廠，預計2025年正式投產。 由於CCL廠商前往泰國設廠的計畫，需經歷購置土地、進行環評......等多項程序，預期廠房主建物將於2024年陸續完工，2024年底以前進駐設備並開始試產，2025上半年正式投產。 CCL製造流程(詳見【圖一】)，是運用含浸機，讓樹脂充分滲入玻纖布的空隙中，再運用塗佈機上膠，稱為「膠片」；接著再把膠片與銅箔黏合，在高溫高壓下，形成積層板。國內CCL設備最具代表性的廠商為亞泰金屬，該公司提供含浸機、塗佈機，除了供應CCL、軟性銅箔基板(FCCL)客戶以外，也可用於被動元件、鋰電池、碳纖維......等不同領域。 【圖一】銅箔基板製作流程 泰國原本就是PCB產業重鎮，包括泰鼎-KY、競國、敬鵬......等廠商，皆在當地設有廠房。 1) 泰鼎-KY：近期進行泰國三廠擴建計畫，完工後產能可達100萬平方公尺/月，主要生產8層以下光電板、車用板......等，近年也積極開發高階HDI板技術，但目前為止出貨規模不大。 2) 競國：泰國廠產能10萬平方公尺/月，約佔公司總產能40%，主要生產8層以下車用板、家電板......等。 3) 敬鵬：車用板營收佔比高達80%以上，以規格較低的傳統板為主，泰國廠目前佔公司總產能約9%，未來公司將逐步將中國廠產能轉移至泰國。 由於上述幾家公司主要生產10層以下傳統版，通常採用規格較低的標準型CCL，主要供應商為南亞、建滔......等。近期台光電、台燿、聯茂前往泰國設廠，並非是有意經營這幾家客戶，而是看準欣興、華通、臻鼎-KY......等，專注於IC載板、HDI板、網通板、伺服器板......等高階產品的廠商，陸續公佈前往東南亞設廠的計畫。 1) 欣興：2023年4月21日發佈重訊，斥資12.3億泰銖，取得工業用地，但並未說明詳細擴產計畫。 2) 景碩：目前尚未決定是否前往東南亞設廠，但確實有收到客戶要求，將優先考慮馬來西亞，而非泰國，主因馬來西亞半導體封測產業鏈相對較完整。 3) 南電：正在評估於東南亞設廠，泰國、馬來西亞、越南都是可能選項。 4) 金像電：2023年5月11日發布重訊，將斥資4,500萬美元，前往泰國設立子公司，預計2023年動土。 5) 華通：2023年4月26日發佈重訊，斥資9.6億泰銖，取得工業用地，預計2023年底以前完成土木工程，最快2024年正式投產，優先滿足衛星板客戶的需求。 6) 定穎：2022年10月21日發布重訊，斥資2.88億泰銖，取得工業用地，預計2024Q4正式投產，第一期產能5~6萬平方公尺/月，工廠採用高度自動化的智慧工廠，產品主要是多層板、HDI板，以及含有高頻/高速材料的ADAS、毫米波雷達板、網通板、伺服器板......等。 7) 滬士電：2023年5月3日發布重訊，董事會已通過前往泰國投資意向，預計斥資10億泰銖，滿足客戶分散產地的需求。 8) 志超：2022年11月25日發布重訊，將斥資1,000萬美元，前往越南設立子公司，主要生產NB板、光電板。 由於多數PCB廠商皆在2022~2023年取得土地，並開始進行土木工程，預計2024年廠房主建物陸續完工，2025年正式投產，故PCB設備業者將在2024年受惠於新廠進駐設備的商機。原則上，在新廠開始動土後，PCB廠商會陸續釋出設備採購訂單，接到訂單的設備廠商會收到一筆訂金，帳列「合約負債」；在廠房主建物完工後，開始進行設備點交、裝機、驗收，設備廠商會收到一筆尾款，並將「合約負債」實現為營收，時間點通常在正式量產前2~3個季度，故後續應密切追蹤各家設備廠商「合約負債」增減情形。 PCB製造流程，是先用CNC機台，將銅箔基板裁切成需要的面積，裁切所需的CNC設備，通常是由工具機廠商提供，例如友佳、亞崴、東台、高鋒、喬福、程泰、福裕、瀧澤科......等。 如果是結構較簡單的單層板、雙層板，在裁切完畢後，即可進行鑽孔，並根據孔的用途不同，決定後續是否要在孔內進行電鍍。如果是用於打件，或是連通不同層板之間的電路，則需要在孔內不導電的樹脂、玻璃纖維上鍍一層銅，故又稱為「一次銅」；如果只是為了卡外部結構、連接器，預留鎖螺絲的孔位，則無須進行電鍍。 鑽孔製程可分為機械鑽孔、雷射鑽孔兩大類，供應商包括東台、大量科技、瀧澤科......等，機械鑽孔所需鑽針供應商包括Union Tool、尖點、高僑、凱崴......等。鑽孔的孔型是否完整，以及電鍍填孔是否能使表面平整，將影響到產品品質。 至於結構較複雜的多層板，則需要先製作內層(詳見【圖二】)，先經由塗佈設備，在銅箔基板表面塗佈一層感光乾膜，再用烘烤設備將表面烘乾，台系PCB塗佈、烘烤設備廠包括群翊、志聖、科嶠......等。接著再以負片流程繪製電路，亦即內層底片電路圖案是透明的，在曝光製程中，電路圖案的感光乾膜受到光照會產生化學作用而硬化，後續再用顯影劑、蝕刻劑將未感光乾膜及下方銅箔去除，已曝光的部份則用去膜劑將上方硬化的感光乾膜去除、留下銅箔，形成電路圖案，台系PCB曝光、顯影、蝕刻設備廠包括川寶、志聖、揚博......等。接下來用AOI光學檢測設備，確認電路是否繪製無誤，並將電路表面進行棕化處理，防止接觸空氣氧化，並增加表面粗糙度，台系AOI光學檢測設備廠包括牧德、德律、由田......等。 【圖二】PCB內層製作流程 待內層製作完畢後，將內層與外層進行壓合、鑽孔，建立主結構後，再以正片流程繪製外層電路，亦即外層底片電路圖案是不透明的，在曝光製程中，非電路圖案的感光乾膜受到光照會產生化學作用而硬化，再用顯影劑把電路圖案部份的未感光乾膜去除，並在電路圖案表面鍍上錫/鉛。 【圖三】PCB外層製作流程-1 接下來再用去膜劑、蝕刻劑將已感光乾膜及下方銅箔去除，露出下方底層基板樹脂，電路圖案部份因有錫、鉛保護不會被去除，再將錫/鉛剝離、留下銅箔，形成電路圖案。最後在PCB表面印上文字，標示相關資訊，並針對外型進行美化後，即可送交檢測、包裝、出貨。 【圖四】PCB外層製作流程-2 以上是PCB製作流程簡介，未來定錨研究團隊也會持續追蹤相關設備廠商，如果需要更新資訊，可加入網站訂閱會員，即可從下方連結進入會員限定版本。 PCB供應鏈南向計畫牽動設備業商機(會員限定)：https://investanchors.com/user/vip_contents/16842279491035