本週J.P. Morgan發表一篇Server產業的研究報告，提及雲端服務商近期的資本支出計畫，以及2018年Server產業展望。 本文為「定錨產業週報(基本版) 2018/3/10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)」，獲得更詳細的資訊。 近期雲端服務商，如Amazon、Google、Facebook、Microsoft，為提升資料中心運算負荷量，並追求更好的運算效率，不僅對於資本支出態度相當積極，並開始導入Intel新平台Purley，Hyperscale Data Center市場在2017Q3開始明顯轉強，帶動Server市場產值規模及出貨量強勁成長(詳見【圖一】)。 【圖一】全球Server市場產值規模(Source: Gartner) 雲端服務商積極擴增資本支出，主要是人工智慧廠商積極透過「AI訓練」優化演算法架構，且消費性電子及物聯網終端裝置陸續導入AI功能，「AI推論」的使用量將在2018~2022年之間大幅成長，預期AI相關工作量將佔2018年Hyperscale Data Center市場需求約10%(詳見【圖二】)。 【圖二】AI相關工作量佔Hyperscale Data Center市場需求 但另一方面，企業級Enterprise市場，則持續遭到白牌伺服器侵蝕(詳見【圖三】)，預期白牌伺服器/交換器市場滲透率，將在2018年達40%，意味著HP、Dell、IBM......等傳統伺服器大廠，市佔率恐持續下滑，且企業級Enterprise市場在Intel Purley平台換機進度非常緩慢，不利ASP表現。 這意味著，過去專注在企業級Enterprise市場的公司，亦即傳統伺服器大廠HP、Dell、IBM的供應商，不論是組裝代工廠、電源供應器、交換器......等，若不能及時調整客戶結構，將面臨白牌伺服器業者的強力競爭。反之，以白牌伺服器市場起家的公司，例如廣達、緯穎，則可望持續受惠這項趨勢。 【圖三】白牌伺服器/交換器市場產值規模及滲透率(Source: J.P. Morgan) 在交換器市場，為因應資料傳輸量越來越龐大，100G交換器出貨量快速成長，並持續侵蝕40G交換器的市佔率。根據IDC統計，100G交換器在2017Q4產值規模市佔率已達9.6%，遠高於去年同期4.8%。 另一方面，雖然網通廠商2017年推出25G/50G交換器，意圖取代10G交換器的產業地位，10G交換器在2017Q4出貨量仍維持穩健成長，但受到產業競爭加劇影響，ASP遭遇沉重壓力，故產值規模呈現小幅衰退。 市場預期，100G交換器市佔率將在2020年達到20~25%，且業者將在2019下半年推出400G交換器產品，其中，智邦近年專注在白牌伺服器市場，不僅領先同業量產100G交換器，並已開始投入400G交換器產品開發，與國際大廠Cisco並駕齊驅，居全球領先地位，可望受惠。

儘管TDDI因單價低於Small DDI及Touch IC的總和，具成本優勢，獲得手機品牌業者積極導入，有利實現窄邊框設計的COF封裝在TDDI滲透率也持續提高。根據封測業者透露，COF封裝在TDDI滲透率，於2018年底達20%，預期2019年底將提升至30~35%，同時封測業者也高喊TDDI測試時間為傳統Small DDI的2倍，COF封裝BOM Cost為傳統COG封裝的2~3倍，有助營收成長動能增溫。(相關文章請參考「COF、TDDI需求爆發，封測廠營運增溫」) 但由於上游COF Tape業者多年未擴產，在TDDI對COF封裝需求大增的情況下，面臨材料供應短缺的問題；而封測業者也面臨TDDI測試產能、COF封裝產能不足，只能趕緊擴產，以滿足客戶需求。因此，IC設計業者開始思考繞過COF封裝，又能實現窄邊框設計的替代方案，包括在HD+規格的雙閘(Dual Gate)設計，以及在FHD+規格的MUX6設計。 根據定錨研調，敦泰將在2019下半年推出兩款TDDI新產品，就是採前述兩項設計及COG封裝，不僅能繞過COF Tape缺料的問題，在成本結構上也更具優勢，同時彌補COG封裝邊框尺寸較寬的缺點。公司宣稱，這兩款新產品將在2019下半年獲得客戶採用，上修2019年TDDI出貨量至1.5億顆，幾乎較2018年出貨量8,500萬顆倍增，亦高於市場共識1.1~1.2億顆。 但我們認為，COF Tape缺料問題並沒有想像中嚴重，由於閘極驅動電路基板(GOA)技術的成熟，大尺寸面板採用Large DDI數量減少，將釋出大量COF Tape產能，預期業者會將這些產能調整後，轉作Small DDI所需的Fine-pitch COF Tape。此外，台系COF業者，包括易華電、頎邦，今年也將持續擴充產能，以滿足客戶需求，預期2019Q3之後COF Tape缺料問題會獲得緩解。 另外，在FHD+規格採用COG封裝的TDDI，儘管導入MUX6設計縮減封裝尺寸，有利實現窄邊框設計，但表現應該還是落後於採用COF封裝的TDDI，勢必成為手機品牌業者考量的重點之一，預期敦泰在FHD+規格TDDI不會獲得重大戰果。而根據LTPS面板持續取代a-Si面板的趨勢來看，我們認為HD+規格的小尺寸面板市場正在萎縮，尤其在手機品牌業者持續提高螢幕畫質的趨勢下，更不利敦泰HD+規格TDDI的市佔率提升，故我們預估敦泰2019年TDDI出貨量目標1.5億顆非常有挑戰，實際出貨量應會落在1.2~1.3億顆(詳見【圖一】)。 【圖一】全球TDDI出貨量預估 儘管TDDI在智慧型手機市場滲透率僅28.5%，預期2019年將提升至35.5%，但因AMOLED滲透率提高，限制TDDI的發展空間，預期2019下半年以後，面板驅動IC業者的新戰場將轉移至AMOLED DDI。此外，COF Tape缺料及封測產能不足的問題，有機會在2019Q3獲得緩解，亦即市場對相關族群股價的想像空間，將在2019Q2~Q3達到高峰，投資人應特別留意評價高估的風險。 不過，因為AMOLED DDI的單價為TDDI的2~3倍，所以我們不認為TDDI滲透率成長趨緩後，面板驅動IC業者將失去成長動能，而是市場關注的焦點會從TDDI轉移到AMOLED DDI，各家業者在AMOLED DDI的佈局進度也顯得更重要。目前來看，聯詠在AMOLED DDI佈局進度持續領先同業，預期2019Q1將開始少量出貨，單季出貨量將達500萬顆，並可望逐季成長。然而，COF Tape業者，恐無法搭上AMOLED DDI的成長列車，在2019Q3缺料問題獲得緩解後，光環有可能會開始褪色。 【圖二】TDDI、TFT-LCD、AMOLED滲透率 【小辭典】 1. Small/Large DDI：小尺寸/大尺寸顯示驅動IC，主要功能是輸出需要的電壓至像素，控制液晶分子的扭轉程度，達成LCD面板的顯示功能。Small DDI通常應用在手機、車載......等小尺寸面板上，Large DDI則應用在TV、戶外顯示屏......等大尺寸面板上。 2. COF封裝：Chip on Film Package，LCD驅動IC封裝型態的一種，因需要使用軟性基板(COF Tape)，材料成本較高，過去多用在大尺寸面板上，如窄邊框TV。但近年智慧型手機也走向窄邊框趨勢，小尺寸LCD驅動IC採用COF封裝的比例逐漸提高。 3. COG封裝：Chip on Glass，LCD驅動IC封裝型態的一種，由於是直接將裸晶(Die)封裝在玻璃基板上，可省去許多材料成本，但採用此技術最大的缺點，是只要有一顆IC處理不當，就會造成整片面板報廢，在良率不理想的情況下導入大尺寸面板的風險很高，因此過去多應用在智慧型手機。 4. TDDI：Touch and Display Driver Integration，將觸控IC與顯示驅動IC整合成單顆SoC，由於單價低於觸控IC及顯示驅動IC的總和，能協助客戶降低成本，故在2017~2019年滲透率大幅提高。系統單晶片(SoC)與系統級封裝(SiP)的主要差異，在於SoC是透過電路設計的方式整合兩顆以上的IC，最終產品是真正的「一顆」；而SiP是透過封裝的方式，將多顆IC整合在同一個模組內，彼此之間並沒有整合。 2019/4/2更新 今日南茂公告處分易華電股票9,100張，南茂原持有易華電股票19,100張，本次處分後剩餘10,000張。南茂在此時處分易華電股票，也令人懷疑，身為COF Tape的大客戶，是否看到產業上游有雜音出現？ 近期產業研究機構TrendForce認為，儘管頎邦、易華電皆有擴產計畫，韓系業者LGIT、Stemco也透過製程優化提升產能，但受限於上游FCCL供給吃緊，COF Tape供給缺口要到2020年才有機會緩解(詳見連結)；我們則維持原先看法，認為COF Tape供給缺口將在2019Q3開始收斂，但市場對於相關族群的評價，可能會因為南茂處分易華電股票，提前於近期達到高峰。 2019/4/12更新 近期走訪供應鏈得知，敦泰主打的MUX6技術，可用一般規格的COF Tape(TV用)，不需要Fine-pitch COF Tape(手機用)，並且也可以用COG封裝，每顆成本可較COF封裝省下約1美元，缺點是邊框會比較粗一點(還是足夠實現全螢幕)，以及比較耗電。 我們調整原先看法，未來敦泰主打的MUX6有機會在TDDI市場反攻市佔率，尤其全屏手機滲透率較高的華為，在節省成本的誘因下，應會較積極導入。敦泰首款MUX6 TDDI，最快要到2019Q3季末才能量產，預期2019年出貨量低於500萬顆，貢獻度不大，惟須留意2020年COF封裝趨勢走緩的可能性。 然而，因聯詠採用聯電80nm的成本結構非常好，對COF封裝材料的掌握度也很高，我們認為敦泰市佔率提升不會影響到聯詠，而是影響到Synaptics，尤其後者還有2020年iPhone可能捨棄LCD面板的疑慮。(現行LCD版本iPhone的TDDI供應商為Synaptics，封測訂單下在頎邦，未來定錨會持續關注2020年iPhone是否會捨棄LCD面板。) 此外，隨著陸系手機品牌持續導入OLED面板，對OLED DDI需求持續成長，且單顆報價為TDDI的2~3倍，可望成為驅動IC設計業者新一波成長動能。

報載Qualcomm雖有意將7nm轉單台積電，但7nm光罩遲未定案，腳步有放緩跡象，意味著7nm訂單有可能出現了變數 (新聞連結)。 Qualcomm近年幾代高階晶片，包括Snapdragon 820、835、845，分別採用Samsung 14nm FinFET LPP (Low-Power Plus)、10nm FinFET LPE (Low-Power Early)、10nm FinFET LPP製程，但先前傳出，因台積電7nm製程大幅領先Samsung，Qualcomm有意將下一代新產品Snapdragon 855轉向台積電投片。 但去年底，Qualcomm表示台積電與Samsung都是非常好的合作夥伴，但2018年會採用哪家的製程，必須考慮技術節點、效能、產能和成本……等因素，目前言之過早。這段話給外界留下了不少想像空間。 而台積電在上週舉行2017Q4法說會，指出2018年行動運算晶片出貨量將下滑，但因半導體價值提升，故營收相較去年持平。法人認為，Apple早已確定將2018年A12晶片下單台積電，若台積電有爭取到Qualcomm訂單，則行動運算晶片營收不可能只有持平，推測Qualcomm 7nm可能出現變數。 定錨研究團隊認為，投資人可以從三個面向，去思考這件事情： 1. Smart Phone旗艦機晶片訂單版圖 Samsung能爭取到Qualcomm訂單，除了提供非常優惠的報價以外，或許也拿Galaxy S、Note系列旗艦機AP訂單作為交換籌碼。若Qualcomm 7nm轉單台積電，則Samsung Galaxy S、Note系列旗艦機，有可能捨棄Qualcomm晶片，改用自家Exynos晶片。 而放眼全球Smart Phone品牌，Apple向來採用自製AP晶片，且近期與Qualcomm關係緊張，有意將BP晶片轉單Intel；華為旗艦機也是採用旗下子公司海思設計的Kirin系列晶片；Samsung在Galaxy S、Note系列旗艦機，則是一半採用自家Exynos晶片、一半採用Qualcomm晶片；真正穩固且訂單量大的客戶，只有Oppo、Vivo、小米，這也是Qualcomm要和Oppo、Vivo、小米簽訂採購合作意向書的主要原因。 因此，Qualcomm 7nm花落誰家，恐怕也要考量Smart Phone旗艦機的訂單版圖，以及與Samsung之間的利益交換。 2. Samsung量產時程與良率 目前預期Samsung將在2018Q3量產7nm FinFET，落後台積電約一季，且Samsung會在量產初期就直接導入EUV機台，與台積電先以多重曝光製程，2019年再導入EUV的技術藍圖不同。 然而，有別於過去曝光製程採用透鏡折射的方式，EUV因波長較短，必須採用面鏡反射來進行設計，難度大幅提升。台積電不在量產初期導入EUV，必然考量過採用多重曝光與EUV之間良率的差異性，且台積電在2017Q4法說會指出，7nm量產將對毛利率造成2~3%負面影響，意味著7nm初期良率並不理想。 因此，Samsung 7nm FinFET是否能如期量產？量產良率如何？都存在很大的疑慮，也必然會是Qualcomm的考量重點。 3. 其他客戶的訂單？ 目前在台積電投片的手機晶片客戶，除了Qualcomm之外，還有Apple、華為、聯發科。然近期iPhone X銷售續航力不如預期，中國手機市場需求也持續低迷，華為、Oppo、Vivo、小米陸續下修出貨量展望，勢必影響到手機晶片客戶的投片量。 儘管Snapdragon 855轉向台積電投片，但如果其他客戶因終端需求疲軟，減少下單，整體投片量還是會有所下滑。 定錨觀點 定錨研究團隊認為，儘管Samsung掌握旗艦機晶片採購權作為籌碼，但中國品牌崛起，Samsung的影響力逐漸降低，且Qualcomm已和Oppo、Vivo、小米簽訂採購合作意向書，穩固訂單來源，Samsung的籌碼越來越不值錢。 而台積電在7nm量產時程、良率、產能規模上，應較Samsung更有優勢，且後續導入EUV後，功耗、效能及尺寸都還會再提升，對於5nm、3nm的技術藍圖也比同業更清晰，應能在7nm取得非常高的市佔率，包括Qualcomm訂單。 但如果後續訂單分配生變，則目前市場預期台積電在2018年營收YoY +10~15% (以美元計價)，有可能會面臨下修，投資人應持續追蹤這項議題。

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。