定錨產業筆記

SUMCO擴產,震驚矽晶圓產業

2017-08-09

去年以來,市場掀起一波矽晶圓缺貨潮,主要由記憶體產業帶動,DRAM、NAND Flash、Nor Flash需求都相當不錯,尤其以NAND Flash表現最強。

根據DRAMeXchange預估,2016~2021年,全球NAND Flash需求量複合成長率達8.5% (詳見【圖一】),而IC Insights預估,這段期間3D NAND Flash滲透率將從17%提高至86% (詳見【圖二】)。

【圖一】全球NAND Flash市場規模 (2014~2021F, DRAMeXchange)

【圖二】3D NAND Flash市場滲透率 (2015~2021F, IC Insights)

3D NAND Flash滲透率快速提高,主要由PC、Server產業推動,根據Gartner預估,2019年3D NAND Flash在PC、Server產業的滲透率,分別能達到84%、71%,帶來非常強勁的需求成長 (詳見【圖三】)。

【圖三】3D NAND Flash終端應用滲透率

基於記憶體產業強勁的成長,帶動半導體產業對矽晶圓的需求,同時矽晶圓產業因報價逐年下滑,已多年沒有重大擴產計畫,導致供給出現缺口。

根據Global Wafer的預估,因記憶體產業需求強勁,2017年全球十二吋矽晶圓月供給量515萬片,月需求量535萬片,供給缺口達20萬片 (詳見【圖四】),並帶動矽晶圓報價觸底反彈 (詳見【圖五】)。

【圖四】全球十二吋晶圓月供需結構 (2015~2017F, Global Wafer)

【圖五】全球矽晶圓市場規模 (2007~2017F, SEMI)

但就在昨天,全球第二大矽晶圓製造商,日商勝高科技(SUMCO)宣布,將擴產十二吋矽晶圓月產能11萬片,預計2019上半年開始量產。

根據SUMCO的評估,全球矽晶圓需求成長率,與購買力平價調整GDP (PPP-GDP) 成長率相當接近,推估2016~2020年,全球矽晶圓需求複合成長率約 4.3%。

另一方面,SUMCO也根據自身的接單狀況,推估2016~2020年,全球矽晶圓複合成長率約5.4%,亦即在2019上半年,全球矽晶圓月需求量將較目前增加61萬片 (詳見【圖六】)。

【圖六】全球矽晶圓需求量 (2016~2020F, SUMCO)

儘管SUMCO沒有新建長晶爐、生產線,只是透過去瓶頸的方式,以市佔率為基礎小幅擴產,佔全球矽晶圓總供給量僅2%,但市場擔憂此舉將刺激其他矽晶圓製造商跟進擴產,衝擊矽晶圓報價,導致今日矽晶圓製造商股價普遍下跌。

定錨觀點

相較於PPP-GDP評估需求量增加38萬片,以及SUMCO自估需求量增加61萬片,SUMCO擴產11萬片其實應不至於破壞產業秩序。但今年以來,市場對於矽晶圓產業的預期高度樂觀,SUMCO擴產將會對投資人信心造成衝擊,並下修對未來的預期。

此外,SUMCO自估需求量增加61萬片的數字,也有過度樂觀的疑慮,因近期半導體廠商為鞏固料源,重複下單的情況非常嚴重,一但產業需求面開始減弱,或是供給面擴增,導致廠商感受到料源並沒有那麼吃緊,供需結構就很容易發生逆轉。

最後,投資人應該密切留意,SUMCO擴產打響第一炮後,信越(ShinEtsu)、環球晶(Global Wafer)是否會跟進擴產?

根據目前定錨研究團隊掌握的資訊,Global Wafer在去年合併SunEdison後,今年的重心放在營運調整,資本支出態度保守;至於ShinEtsu,考量過去幾年矽晶圓價格崩跌,必然不希望產業再度陷入供過於求的情況,資本支出態度應會保持謹慎。

因此,假使ShinEtsu、Global Wafer對資本支出的態度沒有改變,SUMCO的擴產幅度應能順利被消化,利空將逐漸淡化,不再影響股價。

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COF Tape供應吃緊,引發TDDI技術路徑之爭

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。

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2019-03-27

日商擴產,矽晶圓產業疑慮加深

本篇為2018年12月4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」。 2018下半年以來,矽晶圓產業因日系廠商擴產態度轉為積極,但NAND Flash、DRAM需求下滑,過去兩年供需吃緊的情形,在2019年將明顯緩和。 觀察近期矽晶圓報價,漲勢確實有放緩跡象,反映廠商產能擴增幅度高於年初預期,原本市場認為供需將非常吃緊的情形並沒有發生。定錨預估,2018年全球12吋矽晶圓月產能達610萬片,需求達605萬片(詳見【圖一】),供需大致平衡。 展望2019年,由於Shin-Etsu、SUMCO在2018年大幅擴增資本支出,環球晶也維持強勁的資本支出計畫,預期2019年矽晶圓產能會有較大幅度的增加(詳見【圖二】);而在需求面,儘管邏輯IC需求仍十分強勁,但受到記憶體報價走跌影響,Samsung、Sk Hynix近期確實有放緩記憶體投資計畫的跡象。定錨預估,2019年全球12吋矽晶圓月產能達685萬片,需求達640萬片,供需結構轉差。 【圖一】全球12吋矽晶圓供需結構 【圖二】全球Top-3矽晶圓廠資本支出 而2017下半年以來,因國際IDM大廠將低壓消費性MOSFET產能轉作中高壓車用MOSFET及IGBT,導致消費性MOSFET缺貨,而主要投產的6吋晶圓代工廠,又因多年未有重大投資,產能吃緊,廠商轉往8吋廠投產,導致8吋矽晶圓需求大增。定錨預估,2018年全球8吋矽晶圓月產能達565萬片,需求達560萬片,供需大致平衡(詳見【圖三】)。 展望2019年,因日系廠商Shin-Etsu、SUMCO,台系廠商合晶鄭州廠,以及環球晶與Ferrotec合資新廠產能陸續開出,定錨預估,2019年全球8吋矽晶圓月產能達595萬片,需求達580萬片,供需吃緊的情形稍有緩解。 【圖三】全球8吋矽晶圓供需結構 儘管台系廠商環球晶強調,公司與主要客戶簽有長期供貨合約(LTA),但過去經驗顯示,假使全球景氣走弱,導致矽晶圓供需吃緊緩解、報價回跌,客戶有可能會選擇違約,並在現貨市場以較便宜的價格採購原料。 此外,參考散裝航運族群在2010~2013年的經驗,當時航商與主要客戶也簽有高價合約,但股價主要是跟隨BDI現貨價走,而非反映財報獲利,我們認為矽晶圓族群很有可能會發生同樣的情形。 因此,雖然我們曾在2017年初舉辦之「2017年半導體產業趨勢」講座,看好矽晶圓產業的前景,但目前看法轉趨保守,就算近期財報亮眼、股價反彈,我們還是建議讀者們避開產業前景存在較多不確定性的矽晶圓族群,另尋前景較明確的投資機會。

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2018-12-04

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。

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2023-01-07

Galaxy S20上市,全面支援5G

昨日三星(Samsung)發表2020年度新款旗艦機Galaxy S20系列,定錨為大家整理三款旗艦機的規格(詳見【表一】)。 【表一】Galaxy S20系列規格整理 螢幕規格,全面導入OLED面板,並採用120Hz高刷新率,雖然Galaxy S20系列沒有採用台系業者的顯示驅動IC,但也驗證我們在「TDDI跌價壓力重?高刷新率產品為關鍵」的觀點,2020年手機螢幕規格提升的重點在於高刷新率,聯詠推出的120Hz TDDI,勢必會較敦泰推出的90Hz TDDI,在中高階手機擁有更好的機會。 處理器規格,不意外,再度採用高通(Qualcomm) Snapdragon 865、Samsung Exynos 990雙軌並行的策略。值得留意的是,這兩款晶片都是AP、Modom獨立的設計型態,而非整合AP、Modem的SoC型態。有別於聯發科天璣1000採用AP、Modom整合的SoC型態,這兩款晶片都需要外掛一顆獨立的Modom晶片,分別是Snapdragon X55、Exynox Modem 5123。 定錨推測,採用獨立晶片型態的主因,可能是在手機支援Sub-6GHz或毫米波的選擇上,有更彈性的空間。而聯發科天璣1000,是一款僅支援Sub-6GHz的晶片,沒有支援毫米波的問題,所以設計成SoC型態,可以縮小晶片尺寸,並達到更好的效能表現。 記憶體規格,RAM容量從Galaxy S10系列配置的6~8GB,在Galaxy S20 5G版本全面升級至12~16GB,但ROM容量維持相同規格,符合我們在「Micron看旺2020年記憶體產業」提出的觀點 ── 5G手機配置的記憶體容量提升,將帶動Mobile DRAM需求強勁成長。目前我們仍看好記憶體在2020上半年持續漲價,但相關族群近期股價漲幅較大,要再找低基期個股切入的難度可能比較高。 後鏡頭規格,不僅畫素持續升級,在高階版本也開始支援ToF感測,每套模組成本約25美元,台系供應鏈包括砷化鎵磊晶片供應商全新,以及晶圓代工廠穩懋、宏捷科,都有機會接到訂單。 指紋辨識,出乎意料地,全面採用超聲波指紋辨識(Ultrasonic FoD),而非最低配版改採神盾超薄型光學指紋辨識(Ultar-slim Optical FoD),原因有可能是因為超聲波指紋辨識的成本結構與超薄型光學指紋辨識價差不大,或是神盾的方案讓Samsung不夠滿意,這將使我們原本預估的指紋辨識產業結構發生重大改變。 首先,我們對於2020年超薄型光學指紋辨識的滲透率預測,將大幅下修(詳見【圖一】),出貨量從8,000~9,000萬顆,下修至6,000~7,000萬顆,主要以匯頂的方案搭載於陸系旗艦機上。 其次,我們認為2020年基本型光學指紋辨識晶片的價格,將面臨更大的壓力,因聯詠已宣布將在2020Q2量產;而神盾在超薄型光學指紋辨識訂單受挫,2020年產品結構仍以基本型光學指紋辨識為主,但平均銷售單價將大幅下滑(詳見【圖二】),衝擊營收、毛利率表現,尤其在基期較高的下半年會更明顯。 【圖一】2020年指紋辨識市場結構 【圖二】一般型光學指紋辨識晶片平均銷售單價 機殼及機構件,原先市場認為5G手機在支援毫米波的情況下,機殼及機構件設計趨於複雜,將帶動單價提升,但比對Galaxy S10+及Galaxy S20系列,機殼單價僅小幅提升5~10%,顯示這項觀點可能有誤。 毫米波AiP天線模組,每支手機包含三組,單價約10美元,應是採用Qualcomm的解決方案,交由日月光/環旭代工,除韓系PCB業者外,景碩也可望切入高層數BT載板供應鏈。 【表二】Galaxy S20系列BOM Cost

(詳全文)

2020-02-13