定錨產業筆記

日商擴產,矽晶圓產業疑慮加深

2018-12-04

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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PCB供應鏈南向計畫牽動設備業商機

近期由於地緣政治衝突升溫,銅箔基板(CCL)業者在客戶分散產地的要求下,陸續公佈前往泰國設廠的計畫。 1) 台燿:2023年5月4日召開法說會,公佈2023Q1財報,提及本季從中國匯出新台幣21億元,被課徵所得稅率20%,折合所得稅費用約4.2億元,導致2023Q1財報虧損。據了解,公司從中國匯出資金,主要是為了前往泰國設廠,該廠房一期產能30萬張/月,2025年正式投產,未來視客戶需求可逐步擴充至90~120萬張/月。 2) 聯茂:2023年3月開始,分階段完成建廠計畫,預計2025年初正式投產,該廠房一期投資金額15.36億元,約當於產能30萬張/月。 3) 台光電:2021年購置桃園大園廠土地,原先規畫建立最先進載板產線及研發中心,一期產能30萬張/月,但近期暫緩投資,轉向前往泰國設廠,預計2025年正式投產。 由於CCL廠商前往泰國設廠的計畫,需經歷購置土地、進行環評......等多項程序,預期廠房主建物將於2024年陸續完工,2024年底以前進駐設備並開始試產,2025上半年正式投產。 CCL製造流程(詳見【圖一】),是運用含浸機,讓樹脂充分滲入玻纖布的空隙中,再運用塗佈機上膠,稱為「膠片」;接著再把膠片與銅箔黏合,在高溫高壓下,形成積層板。國內CCL設備最具代表性的廠商為亞泰金屬,該公司提供含浸機、塗佈機,除了供應CCL、軟性銅箔基板(FCCL)客戶以外,也可用於被動元件、鋰電池、碳纖維......等不同領域。 【圖一】銅箔基板製作流程 泰國原本就是PCB產業重鎮,包括泰鼎-KY、競國、敬鵬......等廠商,皆在當地設有廠房。 1) 泰鼎-KY:近期進行泰國三廠擴建計畫,完工後產能可達100萬平方公尺/月,主要生產8層以下光電板、車用板......等,近年也積極開發高階HDI板技術,但目前為止出貨規模不大。 2) 競國:泰國廠產能10萬平方公尺/月,約佔公司總產能40%,主要生產8層以下車用板、家電板......等。 3) 敬鵬:車用板營收佔比高達80%以上,以規格較低的傳統板為主,泰國廠目前佔公司總產能約9%,未來公司將逐步將中國廠產能轉移至泰國。 由於上述幾家公司主要生產10層以下傳統版,通常採用規格較低的標準型CCL,主要供應商為南亞、建滔......等。近期台光電、台燿、聯茂前往泰國設廠,並非是有意經營這幾家客戶,而是看準欣興、華通、臻鼎-KY......等,專注於IC載板、HDI板、網通板、伺服器板......等高階產品的廠商,陸續公佈前往東南亞設廠的計畫。 1) 欣興:2023年4月21日發佈重訊,斥資12.3億泰銖,取得工業用地,但並未說明詳細擴產計畫。 2) 景碩:目前尚未決定是否前往東南亞設廠,但確實有收到客戶要求,將優先考慮馬來西亞,而非泰國,主因馬來西亞半導體封測產業鏈相對較完整。 3) 南電:正在評估於東南亞設廠,泰國、馬來西亞、越南都是可能選項。 4) 金像電:2023年5月11日發布重訊,將斥資4,500萬美元,前往泰國設立子公司,預計2023年動土。 5) 華通:2023年4月26日發佈重訊,斥資9.6億泰銖,取得工業用地,預計2023年底以前完成土木工程,最快2024年正式投產,優先滿足衛星板客戶的需求。 6) 定穎:2022年10月21日發布重訊,斥資2.88億泰銖,取得工業用地,預計2024Q4正式投產,第一期產能5~6萬平方公尺/月,工廠採用高度自動化的智慧工廠,產品主要是多層板、HDI板,以及含有高頻/高速材料的ADAS、毫米波雷達板、網通板、伺服器板......等。 7) 滬士電:2023年5月3日發布重訊,董事會已通過前往泰國投資意向,預計斥資10億泰銖,滿足客戶分散產地的需求。 8) 志超:2022年11月25日發布重訊,將斥資1,000萬美元,前往越南設立子公司,主要生產NB板、光電板。 由於多數PCB廠商皆在2022~2023年取得土地,並開始進行土木工程,預計2024年廠房主建物陸續完工,2025年正式投產,故PCB設備業者將在2024年受惠於新廠進駐設備的商機。原則上,在新廠開始動土後,PCB廠商會陸續釋出設備採購訂單,接到訂單的設備廠商會收到一筆訂金,帳列「合約負債」;在廠房主建物完工後,開始進行設備點交、裝機、驗收,設備廠商會收到一筆尾款,並將「合約負債」實現為營收,時間點通常在正式量產前2~3個季度,故後續應密切追蹤各家設備廠商「合約負債」增減情形。 PCB製造流程,是先用CNC機台,將銅箔基板裁切成需要的面積,裁切所需的CNC設備,通常是由工具機廠商提供,例如友佳、亞崴、東台、高鋒、喬福、程泰、福裕、瀧澤科......等。 如果是結構較簡單的單層板、雙層板,在裁切完畢後,即可進行鑽孔,並根據孔的用途不同,決定後續是否要在孔內進行電鍍。如果是用於打件,或是連通不同層板之間的電路,則需要在孔內不導電的樹脂、玻璃纖維上鍍一層銅,故又稱為「一次銅」;如果只是為了卡外部結構、連接器,預留鎖螺絲的孔位,則無須進行電鍍。 鑽孔製程可分為機械鑽孔、雷射鑽孔兩大類,供應商包括東台、大量科技、瀧澤科......等,機械鑽孔所需鑽針供應商包括Union Tool、尖點、高僑、凱崴......等。鑽孔的孔型是否完整,以及電鍍填孔是否能使表面平整,將影響到產品品質。 至於結構較複雜的多層板,則需要先製作內層(詳見【圖二】),先經由塗佈設備,在銅箔基板表面塗佈一層感光乾膜,再用烘烤設備將表面烘乾,台系PCB塗佈、烘烤設備廠包括群翊、志聖、科嶠......等。接著再以負片流程繪製電路,亦即內層底片電路圖案是透明的,在曝光製程中,電路圖案的感光乾膜受到光照會產生化學作用而硬化,後續再用顯影劑、蝕刻劑將未感光乾膜及下方銅箔去除,已曝光的部份則用去膜劑將上方硬化的感光乾膜去除、留下銅箔,形成電路圖案,台系PCB曝光、顯影、蝕刻設備廠包括川寶、志聖、揚博......等。接下來用AOI光學檢測設備,確認電路是否繪製無誤,並將電路表面進行棕化處理,防止接觸空氣氧化,並增加表面粗糙度,台系AOI光學檢測設備廠包括牧德、德律、由田......等。 【圖二】PCB內層製作流程 待內層製作完畢後,將內層與外層進行壓合、鑽孔,建立主結構後,再以正片流程繪製外層電路,亦即外層底片電路圖案是不透明的,在曝光製程中,非電路圖案的感光乾膜受到光照會產生化學作用而硬化,再用顯影劑把電路圖案部份的未感光乾膜去除,並在電路圖案表面鍍上錫/鉛。 【圖三】PCB外層製作流程-1 接下來再用去膜劑、蝕刻劑將已感光乾膜及下方銅箔去除,露出下方底層基板樹脂,電路圖案部份因有錫、鉛保護不會被去除,再將錫/鉛剝離、留下銅箔,形成電路圖案。最後在PCB表面印上文字,標示相關資訊,並針對外型進行美化後,即可送交檢測、包裝、出貨。 【圖四】PCB外層製作流程-2 以上是PCB製作流程簡介,未來定錨研究團隊也會持續追蹤相關設備廠商,如果需要更新資訊,可加入網站訂閱會員,即可從下方連結進入會員限定版本。 PCB供應鏈南向計畫牽動設備業商機(會員限定):https://investanchors.com/user/vip_contents/16842279491035

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2023-05-17

運營商醞釀,低軌道衛星即將爆發

本篇為2019年1月23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」。 在「2019年5G通訊產業趨勢」上,我們提到低軌道衛星與5G產業的關聯性,並指出昇達科、台揚、宏觀將受惠低軌道衛星商機,本篇就來針對這個議題進行補充。 全球低軌道衛星市場規模約有2,610億美元(截至2016年底),美國佔據一半以上的產值,具有舉足輕重的地位。過去,衛星服務市場主要專注在衛星電視,但受到網際網路普及率提高影響,全球TV出貨量成長趨緩,影響到解碼衛星電視訊號的低雜訊降頻器(LNB),以及解碼數位電視訊號的數位機上盒(STB)的市場需求,供應鏈近年獲利表現平淡。 然而,在5G時代,低軌道衛星通訊很可能會跟5G基地台形成互補,將5G基地台難以覆蓋的區域,如高山、沙漠、海洋......等,納入通訊範圍內。 因此,新興衛星運營商,如Space X、OneWeb、Telesat,計畫在未來幾年內大量發射衛星,向全球提供衛星通訊服務。其中,Space X已獲得FCC核准,發射低軌道衛星4,425顆、超低軌道衛星7,518顆,將在2027年以前完成佈署;而獲得日本軟銀投資的OneWeb,也計畫在未來幾年發射2,720顆衛星,並在2022年開始提供衛星通訊服務。 市場估計,目前全球商業化衛星數量約1,700~1,800萬顆,未來十年內將成長至1.7~1.8萬顆;而前端設備市場規模,將從2015年40億美元,成長至2020年70億美元、2026年250億美元,年複合成長率超過20%。 與低軌道衛星商機有關的台系廠商,包括LNB/STB射頻晶片設計業者宏觀,微波元件業者昇達科,高頻微波通訊基板業者新復興、衛星通訊設備業者台揚......等。 台揚(2314) 台揚為國內受惠低軌道衛星商機程度最高的公司,營收約有80%來自微波通訊設備,主要客戶為歐美電信營運商、衛星頻道業者、系統整合商。近年受到雲端影音服務業者(OTT)興起,解碼衛星電視訊號的低雜訊降頻器(LNB),以及解碼數位電視訊號的數位機上盒(STB)市場受到衝擊,致使營收成長動能放緩。2018年在小型地面衛星站(VSAT)業務強勁成長帶動下,營收達79.9億元,YoY +5.5%,但受到被動元件漲價影響,毛利率大幅下滑,預估EPS僅0.25~0.3元,較2017年0.73元衰退。 近期台揚積極與低軌道衛星營運商合作,開發小型地面衛星站的通訊設備產品,並切入OneWeb供應鏈。儘管2019年貢獻度仍低,但仍可受惠被動元件跌價、成本結構改善,並期待2022~2023年低軌道衛星商機爆發。 昇達科(3491) 昇達科為微波元件供應商,主要客戶包括電信設備商,如Ceragon、華為、Ericsson、NEC......等。2018年開始出貨VSAT前端射頻元件,切入多家知名廠商供應鏈,包括美國G客戶南亞標案訂單,以及與台揚合作供貨OneWeb衛星通訊設備,預期2019年美國G客戶南亞標案訂單營收貢獻將從2,000萬元提高至1.0~1.2億元,OneWeb訂單也可望在2020年開始挹注營收。 今日昇達科公告自結獲利,2018年EPS 3.93元,受惠新興市場4G-LTE滲透率持續提高,低軌道衛星市場快速成長,以及5G基地台毫米波/微波通訊設備需求,預期2019年營收YoY +10~15%,EPS 4.8~5.2元。 宏觀(6568) 宏觀主要產品包括TV Silicon Tuner、STB前端射頻晶片、衛星通訊LNB前端射頻晶片(客戶包括台揚),近年TV市場成長動能平淡,使得TV Silicon Tuner與STB前端射頻晶片業務動能平緩,但Twin/Quad LNB成長動能強勁,且晶片設計從discrete元件朝向SoC化,有助產品ASP及毛利率提升。 由於LNB前端射頻晶片成長動能強勁,而TV、STB產品營收將維持平穩,預期2019年營收YoY +10~15%。 新復興(4909) 新復興為微波通訊基板製造商,在LNB板全球市佔率達80%,近年受到OTT業者影音服務興起,壓縮TV、STB市場空間,相關供應鏈業績表現平淡。然公司帳面每股淨現金(現金/約當現金扣除總負債)價值約16.10元,每股淨流動資產約20.00元,股價目前在19.00~20.00元附近,評價非常便宜,下檔風險極低,並將受惠未來低軌道衛星建設商機。

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2019-01-23

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