近期市場開始討論5G議題，我們也在去年底舉辦的「2018年5G&IOT產業趨勢講座」中，提到5G時代來臨的三大關鍵技術：毫米波(mmWave)、大規模陣列天線技術(Massive MIMO)、小型基地台(Small Cell)。 關於5G三大關鍵技術，我們已經在講座上詳細介紹，並透過電子報持續為讀者們追蹤5G市場的最新發展，這邊將過去討論過的內容整理成文章，免費提供給各位讀者參考。 本文為「定錨產業週報(基本版) 2018/3/3、2018/3/10、2018/4/14、2018/5/20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。 首先，各位讀者必須瞭解，無線通訊傳輸的媒介為電磁波，且通訊兩端必須使用相同頻率的電磁波才能傳遞訊息，否則會相互干擾；而所謂「頻寬」，就是無線通訊傳輸的胃納量，將決定有多少裝置可以同時連線。 因為通訊兩端要使用相同頻率的電磁波才能傳遞訊息，就像是在寬闊的平地上放置火車軌道，平地的寬度就是「頻寬」，火車軌道為「頻譜」，火車就是訊息。一般我們在新聞上看到電信三雄搶標頻譜，指的就是NCC在平地上開放幾條軌道，電信三雄必須去搶標軌道，才能協助客戶傳輸訊息。 在過去4G時代，我們使用的頻譜大致落在700MHz~2.6GHz之間，但隨著連網裝置數量快速成長，頻寬漸漸不敷使用。為了提高頻譜使用率，也就是讓同一條軌道通行更多火車，產業界也研發出各種多工技術，包括分時多工接取(TDMA)、分頻多工接取(FDMA)、分碼多工接取(CDMA)......等，解決網路塞車的問題。 但在5G時代，因採用毫米波技術，將具有「大頻寬」、「低延遲」、「高傳輸速率」三大特性(詳見【圖一】)。「大頻寬」，亦即能同時容納更多連網裝置，有助推動物聯網及智慧城市等未來趨勢；「低延遲」，亦即資訊傳輸的反應時間極短，有助實現自駕車，減少道路行車風險；「高傳輸速率」，則有助推動大數據及AI雲端運算，以及雲端影音產業發展。 【圖一】5G三大特性及終端應用場景 以目前3GPP對於5G頻譜的規劃，未來5G可分為低頻(<1GHz)、中頻(1~6GHz)、高頻(28~39GHz)三個頻段，可想而知，未來5G手機Modem晶片，必須整合4G、5G Sub-6GHz、毫米波頻段，並容許手機在4G、5G模式之間切換，確保最佳通訊品質。 以Qualcomm跨時代的新晶片Snapdragon 855為例，定錨研究團隊認為，該晶片應會整合Snapdragon X24、Snapdragon X50兩款Modem晶片，其中Snapdragon X24屬4G LTE Cat.20，支援7CA(載波聚合)，以及在最多5CA上支援4x4 MIMO，傳輸速率高達2Gbps，主要使用頻段為2.5~4.9GHz；而Snapdragon X50為真正意義上的5G Modem，支援28~36GHz毫米波頻段，傳輸速率高達2.3Gbps。 從以上資訊也可得知，外傳5G傳輸速率是4G的5~10倍，這個說法並不完全正確，因為在可預見的未來，4G並沒有被淘汰，而且傳輸速率也持續在進步。 至於5G手機何時會開始普及？根據Strategy Analystic預估，2019年5G手機出貨量達200萬支，並在未來幾年快速成長，2025年將達15億支，在智慧型手機市場滲透率達83%(詳見【圖二】)。 【圖二】5G手機出貨量預估 但毫米波的問題是，受限物理特性，波長短、傳輸損耗高、穿透性差，因此覆蓋率較低，因此產業界開發出大規模陣列天線技術與小型基地台，強化毫米波的能量與指向性，並提高5G網路的覆蓋率。 大規模陣列天線技術，亦即使用更多天線來提高訊號強度，所以未來基地台或終端裝置無線通訊模組，都會搭載更多天線，連帶提高RF元件的使用量，包括PA、LNA、交換器、天線、濾波器/雙工器......等。以4x4 MIMO無線通訊模組為例，使用的RF元件數量是單一模組的16倍，且體積不能增加太多，故單顆元件必須做得更小，墊高了廠商的進入門檻。 根據Yole Developpement預估，2016年5G射頻元件市場規模約101.2億美元，在2022年將成長至227.8億美元，CAGR=14.5%，其中以交換器、濾波器、天線成長動能較強(詳見【圖三】)。 【圖三】5G射頻元件市場規模預估 而PA元件，則因廠商開始導入MMPA(Multi-mode Multi-band Power Amplifiers)技術，將多顆PA的功能整合在一顆 PA 上，大幅減少PA的使用量。以iPhone 8為例，分為Qualcomm、Intel兩個版本，其中Qualcomm版本搭載2顆PAMiD(中高頻段1顆、低頻段1顆)，1顆GSM PA。預期未來5G手機，將搭載5顆PAMiD，以及1顆GSM PAMiD。此外，因應5G基地台對於功率的要求大幅提高，PA材料將從砷化鎵轉為氮化鎵，帶動單顆PA價值提升，而非出貨量的成長。 要注意的是，大規模陣列天線技術不僅止用於5G，近期產業界也積極導入Wi-Fi領域，故IEEE下一世代標準802.11ax，與5G之間的競合，其實也非常值得期待。 而小型基地台的應用，則是因為目前毫米波基地台的傳輸距離只有約100公尺，與其說是基地台，反而比較像是Wi-Fi熱點，因此未來電信業者將大量鋪設小型基地台，提高5G網路覆蓋率。 對於微波/毫米波元件廠商來說，小型基地台的應用將是非常龐大的商機。過去微波元件只會用在基地台回傳核心網路系統(Back-haul)，但在5G時代，基地台與小型基地台之間的聯繫，甚至小型基地台與終端裝置之間的聯繫(Front-haul)，也須透過微波/毫米波，因此市場對於微波/毫米波元件需求將爆發性成長。 因此，定錨研究團隊認為，電信業者大量鋪設小型基地台，最大受惠者並不是網通模組系統廠商，而是微波、毫米波元件廠商。 總結以上，定錨研究團隊維持先前在講座上與各位分享的內容，認為昇達科、啟碁、立積，將是網通產業5G及802.11ax時代來臨的趨勢下，最有可能受惠的三家射頻元件公司，同時我們也看好PA族群，包括全新、穩懋......等公司，受惠5G時代及VCSEL消費端應用帶來的成長性。 但根據3GPP技術規劃及各國政府電信釋照的進度，電信營運商最快要在2020年才會開始進行大規模商用化，然目前市場上5G概念股評價普遍偏高，已提前反映未來利多，投資人務必留意評價風險。

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。

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。

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。