MWC 2018,洞悉科技產業新趨勢

2018-03-04

2018年2月27日,MWC 2018在巴塞隆納(Barcelona)開幕,今年廠商展出的重點,圍繞在5G、IoT、AI三大趨勢,定錨投資隨筆為您整理最新資訊。

本文為「定錨產業週報(基本版) 2018/3/3號」的內容節錄及補充資料,若對相關供應鏈的營運概況有興趣,歡迎以每日3元的價格訂閱「定錨產業週報(基本版)」,獲得更詳細的資訊。

Android手機設計趨勢

在MWC 2018展場上,主要手機品牌廠,包括Samsung、LG、SONY、華為,以及重出江湖的HMD(前身為Nokia),分別推出新款旗艦機,其中以Samsung Galaxy S9/S9+、SONY XZ2/XZ2 Compact最具特色。

觀察這些旗艦機種的功能設計,大致可歸納幾項趨勢:

1. 主相機功能持續強化

Samsung Galaxy S9/S9+搭載1,200萬畫素雙鏡頭,主打全球首創雙光圈(F/1.5、F/2.4)設計,也支援720P/960fps慢動作錄影、陷阱快門……等功能;SONY XZ2/XZ2 Compact則採用新一代CMOS IMX 400,搭載1,900萬畫素鏡頭,支援1,080P/960fps慢動作錄影、4K HDR錄影。

2. 全屏、窄邊框設計

Samsung Galaxy S9/S9+分別搭載5.8”、6.1” AMOLED螢幕,採18.5:9全屏、窄邊框設計;SONY XZ2/XZ2 Compact分別搭載5.7”、5” 4K HDR螢幕,採18:9全屏、窄邊框設計。

3. 指紋辨識功能

因應全屏、窄邊框設計,取消實體Home鍵,指紋辨識器都改至機身背面,位於主相機下方的區域,意味著Android陣營並沒有因為iPhone X帶動人臉辨識風潮,而放棄指紋辨識功能。

4. 臉部辨識功能

Samsung Galaxy S9/S9+導入臉部辨識、虹膜辨識功能,使用者可在兩者之間擇一使用,象徵Android陣營已開始具備臉部辨識的技術能力。

5. 無線充電

Samsung Galaxy S9/S9+、SONY XZ2皆導入無線充電功能。

通訊廠商備戰5G元年

通訊晶片大廠Qualcomm,不僅在4G時代獨占鰲頭,在5G時代也搶佔先機,率先推出全球首款5G晶片Snapdragon X50,包括小米、中興、OPPO、vivo、HTC、夏普、索尼移動、LG、富士通、HMD……等手機品牌廠,都名列合作夥伴名單,共同開發終端產品。

Intel近年在Modem晶片積極追趕Qualcomm,在本次MWC也展現對5G市場的野心,不僅與HP、Dell、Lenovo、Microsoft合作,運用Intel XMM 8060 Modem晶片,打造5G連網PC平台,展出首款支援5G連網的2-in-1概念機,同時結合旗下展訊、銳迪科開發行動運算晶片,預計在2019年上市。

手機品牌廠華為也不落人後,在MWC展出5G行動運算晶片Balong 5G01,號稱是全球首款符合商用標準的5G晶片,意味著華為也將成為Qualcomm在5G晶片市場的重要對手。這款晶片不僅傳輸速率高達2.3Gbps,涵蓋Sub-6GHz及毫米波頻段,並同時支援獨立性與非獨立性5G組網。

而因應5G高傳輸速率、毫米波技術……等特性,以及5G時代,微波/毫米波技術將從基地台回傳核心網路(Back-haul)、衛星通訊系統,延伸至終端裝置回傳基地台(Front-haul),且天線結構有所改變,射頻元件廠及天線廠商,也積極在MWC會場上展出支援5G的新產品。

半導體廠商搶攻AI商機

Qualcomm在本次MWC發表AI引擎,軟體核心為NPE(神經處理引擎),將支援Snapdragon 845、835、820、660,協助處理器能更有效率地運作AI程式。

Qualcomm表示,包括小米、Oppo、Vivo、華碩、中興通訊,都會利用Qualcomm提供的AI引擎,優化裝置內AI深度學習的效率,而Snapdragon 845更獲得Samsung青睞,搭載於Galaxy S9/S9+。

而聯發科在本次MWC發表新產品Helio P60,內建多核心AI處理器(Mobile APU),大幅強化AI運算效能,並導入NeuroPilot AI技術,能優化CPU、GPU、APU之間的運作,讓手機執行AI應用程式時,能運作得更順暢,並降低功耗。

市場樂觀預期,Helio P60可望獲得Oppo、Vivo、小米青睞,在中國手機市場反攻Qualcomm,並挽救聯發科近期持續低迷的毛利率表現。

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虛擬貨幣退燒,顯卡族群降溫

受惠挖礦熱潮推升顯示卡需求,兩大繪圖卡晶片龍頭NVIDIA、AMD,在2018Q1繳出亮眼的財報成績,國內板卡族群財報也非常亮眼,但隨著挖礦需求退燒,板卡族群的業績也開始面臨挑戰。 本文為「定錨產業週報(基本版) 2018/5/27、2018/6/10號」的內容節錄及補充資料,若對相關供應鏈的營運概況有興趣,歡迎以每日3元的價格訂閱「定錨產業週報(基本版)」,或以每日10元的價格訂閱「定錨產業週報(加值版)」,獲得更詳細的資訊。 定錨研究團隊認為,板卡族群在2018年4~5月營收降溫,主要原因有二: 1. 比特幣價格在2017Q4創新高後,2018Q1一路走跌,雖然其他虛擬貨幣在2018Q1接棒演出,但在2018Q2仍後繼無力,導致挖礦需求大幅減緩。 2. NVIDIA新款GPU即將上市,顯示卡市場進入產品交替期,消費者抱持觀望態度。 也就是說,如果虛擬貨幣價格沒有起色,板卡族群業績短期內難以回溫,但未來仍有NVIDIA新款GPU可以期待。 而關於NVIDIA新款GPU上市時程,市場上眾說紛紜,主要版本有: 1. 預計7月份上市,採用Volta架構,以台積電12nm FinFET製程投片。 2. 預計7月份上市,採用Turing架構,以台積電12nm FinFET製程投片。 3. 預計7月份上市,採用Turing架構,以台積電7nm FinFET製程投片。 4. 預計11月份上市,採用Turing架構,以台積電7nm FinFET製程投片。 在「定錨產業週報2018/5/27號」中,我們認為NVIDIA較可能在2018年7月推出新產品 ── GeForce GTX 1180,採用Turing架構,以台積電7nm FinFET製程投片。 理由是,依照NVIDIA的技術藍圖推測,Volta架構應該是用在Data Center級的高階產品,且如果NVIDIA以12nm FinFET製程投片,則2018年底AMD推出以7nm FinFET製程投片的新款GPU後,NVIDIA很可能會因為製程落後而流失市佔率,等於這一代新產品只有約半年的壽命,所以NVIDIA必然會選擇以7nm FinFET製程投片。 但當時我們也補充,因為台積電7nm量產初期,多數產能都是供應Apple使用,NVIDIA很可能會搶不到產能,假使新產品如期上市,初期很可能會持續缺貨,直到2018Q4台積電7nm產能拉升後才會逐漸緩解,所以也不排除NVIDIA會直接選擇延後上市。 而根據NVIDIA CEO黃仁勳在Computex 2018釋出的訊息,我們在「定錨產業週報2018/6/10號」更新看法,認為NVIDIA新款GPU較可能在2018年9~10月上市。 這項修正,對於板卡族群有非常重大的意義! 前面提過,板卡族群營收降溫的原因,除了虛擬貨幣退燒以外,消費者在產品交替期的觀望態度也是主因之一,一但新產品上市時程延後,則空窗期就會拉長,預期板卡族群在2018Q2~Q3將面臨出貨量下滑、產品ASP下跌的衝擊,要到2018Q4才會逐漸有起色(詳見【圖一】)。 【圖一】技嘉、微星顯示卡出貨量預估 關於GeForce GTX 1180的效能及價格,我們維持先前的看法,預期GeForce GTX 1080效能較前一世代GeForce GTX 1080提升約60~70%,價格落在699美元附近,較前一代GeForce GTX 1080之599美元提高約20%。 而在挖礦需求退燒後,電競產品出貨佔比較高的微星,受惠NVIDIA新產品上市的程度,可望優於技嘉、撼訊。

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2018-06-20

COF、TDDI需求爆發,封測廠營運增溫

本篇為2018年11月8日提供給「基本/加值版會員」的定錨獨家產業報告,非當前最新看法,若您希望能即時收到更多定錨獨家產業報告,可以參考「訂閱方案」(連結),以每個月199/399元的價格訂閱「基本/加值版會員」。 本週南茂、頎邦法說會,對於2018Q4及2019年展望皆抱持樂觀態度,主要是COF封裝及TDDI在Smart Phone市場滲透率持續提高,測試產能吃緊,封測廠將在2018Q4、2019Q1陸續對客戶調漲代工價,有助營收及獲利成長。同時,易華電法說會也正面看待Smart Phone導入COF封裝,對COF-Tape材料市場的貢獻,並強調公司在小尺寸COF-Tape技術領先同業。 我們曾在2018年10月17日發布「受惠貿易戰,南茂喜迎美光轉單」報告,提過COF及TDDI兩大趨勢。 1. DDIC持續轉進COF封裝:目前南茂COF封裝12吋產能800~900萬顆、8吋產能7,500萬顆,預計年底12吋產能擴增至1,600萬顆。由於COF封裝的材料成本高、封測時間長,單價為傳統COG封裝的2~3倍,可望帶動營收持續成長。 2. TDDI滲透率持續提高:預估2018年全球TDDI出貨量將達3.5億顆,2019年成長至4.5億顆,由於TDDI測試時間為Driver IC的3倍,產能供不應求,南茂將在2018Q4前擴增測試產能15~20%,且新增產能已被客戶預訂走,預計在年底前產能利用率將持續滿載。 另外,在2018年10月30日發布之「TDDI滲透率持續提高,敦泰醞釀反攻」報告,也再度強調這項議題: 近期TDDI廠商陸續將部份產品轉往12吋晶圓代工廠投片,在晶圓製造端產能缺乏的問題已逐漸獲得緩解,反而是因為COF DDI、TDDI測試時間較傳統COG DDI延長2~3倍,導致下游測試產能不足。據了解,面板驅動IC封測業者頎邦、南茂,近期皆積極擴增測試產能,而敦泰也自行添購測試設備,解決下游封測產能不足的問題,全力衝刺2019年出貨量成長。 這篇文章,將整理南茂、頎邦、易華電法說會釋出的最新資訊,再次替各位說明COF、TDDI兩大趨勢,在2019年的展望。 定錨對於TDDI在2019年出貨量展望,較原先預期更為樂觀,2019年出貨量預估從4.5~5.0億顆,上修至5.5~6.0億顆,主要原因包括: 1. 目前單顆TDDI的價格,已低於Touch IC與Driver IC的總和,若手機品牌廠採用TDDI,預估每支手機可節省BOM Cost約1~2美元,對於BOM Cost只有100~150美元的低階手機來說,有非常強烈的誘因。因此,近期受到中美貿易戰影響,新興市場需求急凍,衝擊低階手機出貨量,反而會刺激手機品牌廠加速導入TDDI。 2. 敦泰在產能方面的問題已解決,譜瑞、矽創、奇景光電也將在2019上半年加入競爭,預估2019年TDDI出貨量,仍由新思1.7~1.8億顆領先,聯詠1.6~1.7億顆居次,敦泰1.3~1.4億顆成長幅度最大,譜瑞、矽創、奇景光電出貨量可能分別落在2,000~3,000萬顆。 由於TDDI的晶片尺寸較傳統Driver IC增加20~30%,且結構較複雜,測試時間為傳統Driver IC的2~3倍,產品良率也低於傳統Driver IC,客戶會有超額下單(Over-Booking)的需求,導致封測代工廠產能吃緊。 當然,隨著學習曲線提升,一款TDDI晶片在量產一年後,測試時間會縮短25%,但由於目前TDDI市場仍在成長階段,廠商也積極推出新產品,使封測廠TDDI平均測試時間得以維持在較高的水準,預期這項趨勢將延續至TDDI出貨量趨於飽和,廠商新產品開發進度放緩為止,定錨認為,時間點可能會落在2020~2021年。 而測試產能吃緊的問題,短期內也很難解決,雖然封測代工廠積極擴增測試產能,甚至傳出部份TDDI業者破天荒主動向設備商購買測試機台,但目前全球有能力供應測試機台的設備商只有一家,且該公司對於擴增產能的態度非常保守,顯示2019年TDDI業者將面臨測試產能爭奪戰,在測試產能建置上態度較保守的聯詠,出貨量成長動能恐將受限。此外,封測代工廠也醞釀對客戶漲價,市場共識預估頎邦2018/2019年EPS為7.2/5.0元,南茂2018/2019年EPS為1.4/2.2元(減資後),定錨認為兩家公司展望樂觀,評價亦屬合理。 至於TDDI滲透率提高的趨勢下,受害者自然是傳統Touch IC業者,近期世界先進法說會也確實釋出Touch IC下單量減少的訊息。由於Driver IC業者轉進TDDI市場具較低的門檻,所以目前TDDI業者中,過去多數是Driver IC業者,惟敦泰是透過併購旭耀取得TDDI市場的入場券。而在TDDI市場逐漸發展成熟,主要業者已取得相當可觀的市佔率之後,Touch IC業者難以切入市場,未來勢必要面臨轉型問題。 另一方面,定錨對於COF封裝在Smart Phone市場滲透率提高的趨勢,雖然也抱持相對樂觀的態度,但仍存在一些疑慮。根據TrendForce預估,2018年COF封裝在Smart Phone市場滲透率約16.5%,2019年將提高至35.0%。 這裡要跟各位讀者釐清的是,COF封裝跟TDDI之間,並不存在必然的關係,也就是TDDI並不一定要採用COF封裝,也可採用傳統COG封裝。手機品牌廠採用COF封裝之目的,主要是要縮窄邊框、提高屏佔比,實現全面屏。 過去,COF封裝多用在TV Dirver IC,也就是前幾年窄邊框電視進入市場時,幕後最大的功臣。而近期手機品牌廠開始導入COF封裝,但因為COF封裝較傳統COG封裝多使用一片COF-Tape,材料成本較高,導致封裝BOM Cost為傳統COG封裝的2~3倍,手機品牌廠在低階機種導入COG封裝的意願,必然會受到成本因素影響。 而COF-Tape業者,因產品報價持續低迷,過去三年累計跌幅約30%,經營慘澹,如今Smart Phone市場帶來新需求,即將迎來營運轉機。值得留意的是,因為手機面板驅動IC的I/O腳數較多,對COF-Tape產能消耗量是電視面板驅動IC的2~2.5倍,有助COF-Tape業者去化多餘產能。此外,因小尺寸COF-Tape單位面積價格比大尺寸高40~50%,業者勢必會將產能優先供應給小尺寸客戶,在業者已多年未擴產的狀況下,預期大尺寸COF-Tape將率先面臨缺料問題。 而台廠易華電主要採用半加成法製程,因成本較蝕刻法製程昂貴,過去在產業競爭上面臨較不利的條件,然半加成法能做到較細的線寬,在手機面板驅動IC及高畫質(8K)電視面板驅動IC上具有競爭優勢,將成為最大受惠者。目前市場共識預估易華電2018/2019年EPS為1.9/4.5元,定錨認為COF-Tape產業前景明確,易華電也具備技術優勢,但投資人須留意評價風險。

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2018-11-08

ANDROID品牌引領手機設計新趨勢

本篇為2019年1月16日提供給「基本/加值版會員」的定錨獨家產業報告,非當前最新看法,若您希望能即時收到更多定錨獨家產業報告,可以參考「訂閱方案」(連結),以每個月199/399元的價格訂閱「基本/加值版會員」。 我們曾在2018年10月底舉辦「2019年電子終端產品趨勢」講座,提出對2019年Smart Phone設計趨勢的看法,本篇文章主要是更新Smart Phone產業趨勢的相關資訊,內容包括出貨量展望、屏下指紋辨識、光學鏡頭、折疊式手機、5G。 1. 出貨量展望 定錨預估,2018年全球Smart Phone出貨量僅14.57億支,YoY -2.6%,較前次預估值15.03億支大幅下修,主要是中國市場需求疲弱,品牌業者面臨庫存調整,尤其以Vivo調整幅度最大。在主要品牌業者之中,以華為、小米成長動能較強,Samsung、Apple、Oppo、Vivo則呈現衰退(詳見【圖一】、【圖二】);此外,二線品牌業者在2018年接連傳出財務危機,出貨量持續大幅下滑,導致市場結構趨於寡佔。 【圖一】全球Smart Phone出貨量 【圖二】全球Smart Phone主要品牌市佔率 領導品牌Apple出貨量持續下滑,在2018年出貨量僅達2.06億支,低於前次預估值2.15億支,反映iPhone XR銷售動能不如預期。定錨認為,除iPhone XR創新不足、定價過高之外,中美貿易戰激發中國消費者民族情緒,進而購買華為手機、抵制iPhone,可能是Apple在大中華市場銷售成績不如預期的主因。 展望2019Q1,iPhone在中國市場銷售表現持續疲弱,陸系品牌華為、小米、Oppo新機將會提前上市,彌補iPhone的銷售缺口。此外,中國4G滲透率已達100%,過去以中國市場驅動成長的Oppo、Vivo將面臨成長瓶頸。市場預期,在陸系品牌業者之中,華為、小米成長動能將優於同業,Oppo出貨量將小幅下滑,Vivo則因庫存問題較為嚴重,沒有讓新機提前上市的計畫,出貨量恐持續衰退。 值得一提的是,2019年華為手機出貨量將達2.25億支,YoY +11%,首度超越Apple,躍居全球第二,僅次於Samsung。 由於iPhone XR庫存問題相當嚴重,供應鏈在2019Q1恐面臨沉重的砍價壓力,預期砍價幅度將落在15~20%,預期組裝廠、零組件廠在未來一季,營收、毛利率都會持續創新低。儘管客戶結構較分散的零組件廠,可望接獲華為、小米的急單,稍微彌補Apple訂單下滑的缺口,但陸系品牌手機定價普遍較低,通常採用較低規格的零組件,故Apple市佔率下滑、陸系品牌崛起,對零組件業者來說絕非利多。 2. 屏下指紋辨識 在Samsung及陸系品牌積極導入下,維持預估2019年屏下指紋辨識IC出貨量1.90億顆,包括超音波式0.35億顆、光學式1.55億顆(詳見【圖三】、【圖四】)。 【圖三】指紋辨識IC出貨量 【圖四】屏下指紋辨識滲透率 超聲波式屏下指紋辨識模組單價,約落在12~15美元,遠高於光學式屏下指紋辨識模組5~6美元,預期只有Samsung Galaxy S系列會採用。超聲波式屏下指紋辨識主要採用Qualcomm解決方案,模組貼合代工廠為GIS-KY、歐菲光。其中,GIS-KY因貼合良率較佳,取得較多的訂單分配,儘管iPhone XR出貨量面臨下修,2018年12月營收仍維持強勁成長,與TPK-KY分道揚鑣,驗證我們在前次講座提出的觀點。 光學式屏下指紋辨識,因成本較為便宜,將成為市場主流,陸系業者匯頂、思立微,台系業者神盾、敦泰,較具產業代表性。其中,神盾將獨家取得Samsung Galaxy A系列訂單,並取得陸系品牌部份訂單,預估2019年光學式屏下指紋辨識IC出貨量5,000~5,500萬顆,僅次於匯頂。產品ASP在2019Q1將維持在4.0~4.5美元,並在2019Q4思立微、敦泰加入競爭後開始跌價,2019Q4將滑落至3.0~3.5美元,全年平均ASP約在3.5~4.0美元。 值得留意的是,近期傳出Samsung Galaxy S10有意放棄Qualcomm解決方案,轉單神盾。若是如此,神盾出貨量將大幅上修,但也不排除這是Samsung逼迫Qualcomm降價的兩手策略。 此外,光學鏡頭業者也是屏下指紋辨識趨勢的受惠者,每片模組都會搭載一顆2P或3P鏡頭,目前神盾、匯頂主要採用新鉅科的鏡頭,少量採用大立光的鏡頭,未來台系業者玉晶光,陸系業者舜宇、丘鈦,都有機會切入供應鏈。儘管2P、3P鏡頭單價遠低於5P、6P的攝像鏡頭,利潤也較差,但對於業者來說仍不無小補。 3. 鏡頭模組 預期Samsung在2019年新機鏡頭模組規格會有較大幅度的升級,搭載三鏡頭、雙鏡頭的手機出貨量,將分別達到8,000萬支、2億支,鏡頭需求量增加80%。而2019年iPhone新機鏡頭模組規格,市場看法較為分歧,有些認為會在兩款OLED機種搭載三鏡頭,有些認為全部都不會搭載三鏡頭;定錨認為,應會有一款最高階機種搭載三鏡頭,另外兩款搭載雙鏡頭。 由於Samsung在新機鏡頭模組規格採取更大幅度的升級,以及iPhone在最高階機種導入三鏡頭,預期三鏡頭手機滲透率將達13.9%,較前次預估值7.0%大幅上修。 【圖五】雙鏡頭、三鏡頭手機滲透率 目前已確定Samsung Galaxy S10將採用黑鏡頭,應該是由大立光供應,但還不確定Samsung是否會在中階機種也採用大立光的鏡頭。若大立光順利切入Samsung中階機種供應鏈,則在客戶端供貨比重大幅提升,2019年財測有上修空間。(註:2019年1月11日更新「大立光(3008):法說會報告」之財測,是以大立光並未切入Samsung中階機種作為假設基礎。) 另外,要留意三鏡頭模組並不需要全部採用高階6P、7P鏡頭,在成本考量下,更有可能是高階、低階鏡頭搭配使用,所以二線鏡頭廠,包括台系業者玉晶光,陸系業者舜宇......等,也都有機會接到訂單。 4. 折疊式手機 維持先前看法,折疊式手機不會在2019年成為市場主流,原因是Fodable OLED螢幕ASP是一般OLED螢幕的兩倍,再加上其他零組件的成本,每支手機材料成本(BOM Cost)要增加100~120美元,產品定價會相當考驗消費者的接受度。 預期2019年只有Samsung會有較大規模量產折疊式手機,軸承由新日興供應,出貨規模則視消費者對定價的接受度而定。而TPK-KY也積極爭取奈米銀技術在折疊式手機上的應用,惟出貨規模不大,短期內業績貢獻度不明顯。 【圖六】折疊式手機出貨量及滲透率 5. 5G手機 由於目前Qualcomm、MTK都只有推出5G Modem晶片,尚未推出整合AP+Baseband的SoC,再加上5G手機前端模組價值大幅提高,初期材料成本(BOM Cost)較高階4G手機增加約100美元,終端售價應會高達1,000美元以上。此外,電信業者在2019年推出5G服務,都是在特定城市試營運,而非大規模商用化,對多數消費者來說感受度不高。故定錨認為,2019年5G手機出貨規模僅在數百萬支,無法引發換機潮。 值得留意的是,Qualcomm與TDK合資子公司,推出RF-360前端射頻模組,將掀起市場結構劇烈改變。Qualcomm RF-360將搭配自家SoC包裹出貨,並給予客戶價格折讓,且能提高Baseband與前端射頻模組的相容性,縮小模組尺寸,非常具有吸引力。尤其2019年推出的5G手機,幾乎都是採用Qualcomm Snapdragon X50 Modem,搭配Qualcomm RF-360前端射頻模組的機率非常高,將對傳統射頻業者造成壓力。 目前看來,Qualcomm將在2019年底前推出全球首款5G SoC,整合AP+Baseband,競爭力進一步強化,預期在2020年Intel推出XMM 8160以前,Qualcomm 5G解決方案沒有競爭對手。 Qualcomm RF-360前端射頻模組,內建整合SAW Filter、BAW Filter的六工器,以及基於砷化鎵(GaAs)製程的PAMiD模組,代工廠為穩懋。因此,儘管在4G時代憑藉FBAR濾波器技術,獨佔高頻PA市場的Broadcom,在5G時代可能會失去優勢,但受惠Qualcomm新訂單的挹注,穩懋營運不致於受到衝擊。

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2019-01-16

台積電供應鏈在地化衍生相關耗材商機

近年台積電持續推動供應鏈在地化,在烏俄戰爭後,全球半導體產業一度面臨氖氣短缺的問題,導致氖氣價格大幅飆升,更加突顯供應鏈在地化的重要性。綜觀晶圓製造成本結構,矽晶圓佔比約30~35%、光罩佔比約10~15%,化學藥劑、特殊氣體......等佔比約5~10%。儘管化學藥劑、特殊氣體成本佔比不高,卻是攸關製程良率的重要一環,2019年4月台積電南科14B廠就爆發出光阻劑材料汙染事件,導致10萬片晶圓報廢,損失高達5.5億美元。 半導體特殊氣體主要分為四個等級,難度由高到低分別為第一級「合成」、第二級「純化」、第三級「混氣與轉充填」,以及第四級「微量分析、特殊部件設計組裝」,越前段的製程享有越高的毛利率。 而在半導體製程的不同階段,會分別需要使用不同的化學藥劑或特殊氣體(詳見【圖一】),目前台積電所使用的化學藥劑、特殊氣體,主要是由海外廠商供應,例如特殊氣體供應商普萊克斯(Praxair)、林德(Linde)、大陽日酸(Taiyo Nippon Sanso)、液空(Air Liquide),光阻劑供應商JSR、信越(Shin Etsu)、杜邦(DuPont),研磨液供應商Fujimi。 【圖一】半導體製程特殊氣體及化學藥劑 1. 爐管鍍膜、化學氣象沉積(CVD)製程: 主要目的是要讓矽晶圓上附著二氧化矽(SiO2)、(氮化矽)Si3N4薄膜,需要使用一氧化二氮(N2O)、矽甲烷(SiH4);如果是先進製程,對薄膜的緻密度、平滑性、摻雜兼容性......等要求更高,會需要使用矽乙烷((Si2H6),產品單價是矽甲烷的100倍;而未來更尖端的製程,有可能會需要使用矽丙烷(Si3H8),產品單價是矽乙烷的5倍。 在薄膜沉積製程完工後,仍會有一些氣體殘留在設備中,此時需要F2、N2進行清潔,確保設備潔淨度符合標準。 2. 深紫外光(DUV)微影製程: 先在鍍上薄膜的矽晶圓表面,塗佈一層光阻劑,再用準分子雷射將光罩畫好的電路圖轉印到矽晶圓表面,最後用顯影劑將不必要的光阻層去除。由於不同製程節點,將使用不同波長的深紫外光,也會連帶影響到準分子雷射氣體的材質,主要分為氟化氬(ArF)、氟化氪(KrF)兩種。 在製程持續期間內,氟化氬、氟化氪氣體將持續耗損,而氖氣也因暴露在大量離子中而摻入雜質,導致純度降低,每隔一段時間就需要更換。氖氣依照純度區分,可分為粗氖、純氖、電子級氖、電子級氖混氣(Ne Mix),在烏俄戰爭前,烏克蘭佔全球電子級氖氣供給約70%。 在烏俄戰爭後,全球電子級氖混氣價格大漲數十倍,主因氖氣佔半導體製造的成本比例很低,比起停產的損失,廠商更願意高價收購,以維持產線運作。儘管部份設備業者曾提出減少氖氣用量30%的解決方案,但將會導致設備腔體加速耗損,考量設備折舊成本昂貴,這個方案只能作為暫時性替代,無法成為主流。 然而,近期受到成熟製程晶圓代工產能利用率下滑、記憶體減產、廠商囤貨告一段落......等因素影響,電子級氖混氣價格已大幅回落,短期內恐難以回到年初高點。 3. 蝕刻製程: 根據微影製程所繪製的電路圖,用六氟丁二烯(C4F6)、四氟化矽(SiF4)......等氣體,將先前附著在矽晶圓表面二氧化矽、氮化矽薄膜去除。 雖然上述製程所使用到的化學藥劑、特殊氣體,多數是由海外廠商供應,但商業模式通常是由海外母公司負責第一級、第二級前段製程,再由在台獨資或合資子公司負責第三級、第四級後段製程,或是透過代理商銷售,故相關合資廠商、代理商皆受惠於台積電對半導體級化學藥劑、特殊氣體的需求;此外,許多本土供應鏈,也積極發展半導體級化學藥劑、特殊氣體,受惠於台積電推動供應鏈本土化,供貨比重逐漸提升,也持續朝高技術門檻、高附加價值的產品發展,更值得持續追蹤。

(詳全文)

2023-01-07