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。

日前天風證券分析師郭明錤指出，蘋果(Apple)將在2020Q3推出首款搭載12.9" Mini LED顯示器的iPad Pro，並在2020Q4接續推出首款搭載16" Mini LED顯示器的MacBook Pro，意味著Mini LED正式進軍高階Tablet、NB市場。隨著Apple持續在高階產品導入Mini LED，很可能會促使同樣主打高階市場的微軟(Microsoft) Surface Pro系列，以及主流NB品牌廠惠普(HP)、戴爾(Dell)、聯想(Lenovo)......等跟進。 Mini LED是新世代顯示技術Micro LED的前驅技術(備註：Mini LED產業鏈可參考「Mini LED產業地圖」)，有別於Micro LED是利用超微型LED自發光的特性，來達成顯示效果，Mini LED則是將微型LED作為面板背光源，結構上更接近傳統LCD面板。相較於傳統LED晶粒尺寸邊長在300um以上，Mini LED採用的微型LED晶粒尺寸邊長只有100~150um；而Micro LED的超微型LED晶粒尺寸邊長更是在30um以下。 要達成Micro LED量產最大的技術難題，在於「巨量轉移」(Mass Transfer)，也就是要把製作完成的LED磊晶片，切割成數萬顆超微型LED，再整齊排列於基板上，並完成打線。以FHD畫質的Micro LED顯示器面板(解析度1,920 x 1,080)來說，基板上大約有207萬個畫素，每個畫素搭載紅、綠、藍光三顆超微型LED晶粒，總計需要621萬顆超微型LED，其中只要有6顆故障，就無法正常運作！因此，Micro LED基板的製作良率，最少必須達到99.9999%以上，才能實現量產，後續再針對故障的畫素點進行修復工程。 除了LED磊晶片是沉積在藍寶石基板上，硬度高，切割非常困難，要同時轉移如此大量的超微型LED，並整齊排列、精密完成打線，也是一大難題。目前，國內只有一家公司，號稱有能力在2019年底領先全球達成Micro LED試產，就是繼承工研院技術，並有聯電、晶電、友達三大富爸爸撐腰的錼創科技。最大的關鍵，在於錼創科技擁有非常完整的「巨量轉移」技術專利，又因Micro LED的製程與傳統LED差異非常大，市面上買不到設備，必須自行設計開發。 由於Micro LED量產門檻過高，且初期恐因產能未達經濟規模、良率有待改善......等因素，使量產成本居高不下，估計是LCD顯示器的3倍以上，故晶電在2018年率先提出Mini LED的概念，並獲得台系面板業者熱烈響應。由於Mini LED背光可透過局部調光的方式，提升LCD顯示器的畫質至接近OLED顯示器的水準，厚度也非常接近，且成本只要60~70%，耗電量更只要20~30%，產品壽命也大幅延長，故Mini LED被台系面板業者視為反攻市場的秘密武器(詳見【表一】)。 【表一】TFT-LCD、OLED、Mini/Micro LED比較 (備註：「量產成本」星級越高表示成本越昂貴，「耗電量」星級越高表示越耗電。) 台系Mini LED產業鏈，主要分為LED業者、面板業者兩大陣營。LED業者的代表，當然是國內LED領導廠商晶電，主要以旗下子公司元豐新科技投入研發設計及供應鏈整合，將LED晶片交由合作夥伴葳天科技負責量產模組，預計2020年資本支出將從20~30億元提升至50億元，在2020Q2以前將Mini LED月產能從100KK提升至200KK，滿足客戶在下半年的強勁需求；面板業者的代表，則是友達及群創，分別以旗下隆達、榮創，與面板廠整合提供一條龍服務。 目前國內三大Mini LED陣營，以晶電集團的量產進度最快，預計2019年底以前就會開始試產，趕上2020Q3新款iPad Pro及2020Q4新款MacBook Pro的需求。根據天風證券預估，NB/Tablet用Mini LED顯示器，初期模組單價將高達250~300美元，約使用7,000~8,000顆Mini LED，2020~2022年出貨量將分別達200~300萬套、400~500萬套、700~900萬套。 由於Mini LED晶粒製造難度較高，預期Apple會同時採用多家供應商，以分散風險，包括晶電/豐田合成(Toyota Gosei)、首爾半導體(Seoul Semi)、歐司朗(Osram)都有機會切入供應鏈。而在LED晶粒封裝段，億光有機會搭上晶電的順風車，順勢取得訂單。未來non-Apple陣營，則可以觀察友達集團的隆達，以及鴻海集團的光鋐、榮創，據了解，隆達已掌握不少non-Apple品牌的高階NB訂單。 在晶電集團大幅擴增資本支出下，晶片檢測分選設備廠商惠特、久元可望受惠，而友達集團則是暫時將檢測分選製程外包，所以相關業者也能接到代工訂單。 在LED Driver IC，國內聚積在細間距及整合型產品的技術領先同業(不確定Apple是否採用)，最大的競爭對手是陸系業者集創北方，雙方在中低階LED Driver IC市場價格競爭激烈，未來聯詠、奇景光電......等LCD Driver IC業者也可能會切入市場。 在SMT表面黏著製程，以及SMT製程使用的PCB，則分別對應到台表科、臻鼎-KY(旗下鵬鼎)、欣興。 而在背光模組及顯示器模組組裝，韓系供應商由LG Display與韓國背光模組大廠Heesung垂直整合，台系供應商則以近年切入MacBook LCM組裝的GIS-KY較有機會，另外瑞儀因在NB LCM背光模組製造經驗較豐富，也有可能搶下MacBook Pro訂單。

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。

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。