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。

據傳，聯發科新一代5G旗艦晶片 ── 天璣2000，即將在2021Q3季末完成送樣，並在2021年底前導入量產並少量出貨，時程與高通(Qualcomm)新一代5G旗艦晶片 ── Snapdragon 898相近，意味著兩大手機晶片公司即將在2022上半年展開正面對決。 根據市調機構數據，聯發科已經連續四季蟬聯全球智慧型手機AP/SoC市佔率霸主，不僅中高階晶片、主流規格晶片獲得陸系品牌業者採用，搭上5G手機滲透率提高，產品走向平價化的趨勢，高階晶片 ── 天璣1200，也獲得陸系品牌業者搭載於旗艦機種，與Qualcomm Snapdragon 888分庭抗禮。 【圖一】全球智慧型手機AP/SoC市佔率 (備註：由於聯發科、Samsung、Qualcomm通常採用SoC的設計，整合AP及Modem，但iPhone是採用AP、Modem分離式設計，採用自製的A系列AP，搭配Qualcomm的Modem晶片，如果以Modem晶片為計算基礎，而非AP/SoC，則Qualcomm的市佔率仍位居全球第一。) 近期市場傳言，天璣2000晶片是以ARMv9指令集為基礎的8核心處理器，內含1顆超大核Cortex-X2、3顆大核Cortex-A710、4顆小核Cortex-A510，效能將超越以ARMv8指令集為基礎的Snapdragon 888，與Snapdragon 898正面對決。這種「1超大核+3大核+4小核」的設計架構，最有可能發生的問題，是「1人努力、7人圍觀」，所以要如何妥善分配運算工作給8顆核心，發揮最大效能，就要看聯發科研發團隊的產品優化能力，這個可以觀察首發機種的實際效能狀況來判斷。 聯發科旗艦晶片過去較令人詬病的，是內建的影像處理晶片(ISP)效能不夠好，使得在攝像及攝影能力落後競爭對手，而攝像及攝影又是消費者相當注重的功能之一。在過去一段時間，一直有「高規低就」的問題，也就是聯發科定位為高階的產品，被客戶認定不夠高階，只願意搭載於中高階機種，這當然就會面臨更嚴苛的預算限制，甚至會被要求推出閹割版本。 但近期陸系手機業者的發展趨勢，開始走向外掛獨立ISP晶片，例如Vivo日前推出自家研發的獨立ISP晶片 ── V1，小米、Oppo也有相關計畫。據了解，Vivo近期發表的X70系列，部份版本已外掛這顆獨立ISP晶片，主要是採用Samsung Exynos 1080處理器的中國版本，國際版則不會搭載這顆晶片。這項趨勢符合中國政府推動半導體自製的政策目標，也能從較簡單的領域開始累積自身的晶片研發能力，畢竟要無中生有切入手機SoC開發的難度實在太高；另一方面，如果未來採用聯發科處理器的手機也外掛這顆獨立ISP晶片，也有可能會解決聯發科內建的ISP效能不夠好的問題，實際狀況還要再觀察未來的規格設計。 當然，聯發科對於這項風險也是有備而來，據傳2021年底聯發科即將推出的旗艦晶片，除了以台積電4nm製程投片的「天璣2000」之外，還有以台積電5nm製程投片的「天璣2000L」(暫名)，也就是閹割版本，在第一時間滿足有可能遇到的「高規低就」問題。 值得期待的是，由於Qualcomm Snapdragon 898可能會在Samsung 4nm製程投片，只有2022年即將搭載於iPhone 14的Snapdragon 895+ Modem晶片會在台積電4nm製程投片，所以Qualcomm Snapdragon 898有可能再度面臨容易發燙的問題，這就會是聯發科在高階市場持續拓展市佔率的好機會。

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。

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