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。

2018年2月27日，MWC 2018在巴塞隆納(Barcelona)開幕，今年廠商展出的重點，圍繞在5G、IoT、AI三大趨勢，定錨投資隨筆為您整理最新資訊。 本文為「定錨產業週報(基本版) 2018/3/3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。 Android手機設計趨勢 在MWC 2018展場上，主要手機品牌廠，包括Samsung、LG、SONY、華為，以及重出江湖的HMD（前身為Nokia），分別推出新款旗艦機，其中以Samsung Galaxy S9/S9+、SONY XZ2/XZ2 Compact最具特色。 觀察這些旗艦機種的功能設計，大致可歸納幾項趨勢： 1. 主相機功能持續強化 Samsung Galaxy S9/S9+搭載1,200萬畫素雙鏡頭，主打全球首創雙光圈（F/1.5、F/2.4）設計，也支援720P/960fps慢動作錄影、陷阱快門……等功能；SONY XZ2/XZ2 Compact則採用新一代CMOS IMX 400，搭載1,900萬畫素鏡頭，支援1,080P/960fps慢動作錄影、4K HDR錄影。 2. 全屏、窄邊框設計 Samsung Galaxy S9/S9+分別搭載5.8”、6.1” AMOLED螢幕，採18.5：9全屏、窄邊框設計；SONY XZ2/XZ2 Compact分別搭載5.7”、5” 4K HDR螢幕，採18：9全屏、窄邊框設計。 3. 指紋辨識功能 因應全屏、窄邊框設計，取消實體Home鍵，指紋辨識器都改至機身背面，位於主相機下方的區域，意味著Android陣營並沒有因為iPhone X帶動人臉辨識風潮，而放棄指紋辨識功能。 4. 臉部辨識功能 Samsung Galaxy S9/S9+導入臉部辨識、虹膜辨識功能，使用者可在兩者之間擇一使用，象徵Android陣營已開始具備臉部辨識的技術能力。 5. 無線充電 Samsung Galaxy S9/S9+、SONY XZ2皆導入無線充電功能。 通訊廠商備戰5G元年 通訊晶片大廠Qualcomm，不僅在4G時代獨占鰲頭，在5G時代也搶佔先機，率先推出全球首款5G晶片Snapdragon X50，包括小米、中興、OPPO、vivo、HTC、夏普、索尼移動、LG、富士通、HMD……等手機品牌廠，都名列合作夥伴名單，共同開發終端產品。 Intel近年在Modem晶片積極追趕Qualcomm，在本次MWC也展現對5G市場的野心，不僅與HP、Dell、Lenovo、Microsoft合作，運用Intel XMM 8060 Modem晶片，打造5G連網PC平台，展出首款支援5G連網的2-in-1概念機，同時結合旗下展訊、銳迪科開發行動運算晶片，預計在2019年上市。 手機品牌廠華為也不落人後，在MWC展出5G行動運算晶片Balong 5G01，號稱是全球首款符合商用標準的5G晶片，意味著華為也將成為Qualcomm在5G晶片市場的重要對手。這款晶片不僅傳輸速率高達2.3Gbps，涵蓋Sub-6GHz及毫米波頻段，並同時支援獨立性與非獨立性5G組網。 而因應5G高傳輸速率、毫米波技術……等特性，以及5G時代，微波/毫米波技術將從基地台回傳核心網路(Back-haul)、衛星通訊系統，延伸至終端裝置回傳基地台(Front-haul)，且天線結構有所改變，射頻元件廠及天線廠商，也積極在MWC會場上展出支援5G的新產品。 半導體廠商搶攻AI商機 Qualcomm在本次MWC發表AI引擎，軟體核心為NPE(神經處理引擎)，將支援Snapdragon 845、835、820、660，協助處理器能更有效率地運作AI程式。 Qualcomm表示，包括小米、Oppo、Vivo、華碩、中興通訊，都會利用Qualcomm提供的AI引擎，優化裝置內AI深度學習的效率，而Snapdragon 845更獲得Samsung青睞，搭載於Galaxy S9/S9+。 而聯發科在本次MWC發表新產品Helio P60，內建多核心AI處理器(Mobile APU)，大幅強化AI運算效能，並導入NeuroPilot AI技術，能優化CPU、GPU、APU之間的運作，讓手機執行AI應用程式時，能運作得更順暢，並降低功耗。 市場樂觀預期，Helio P60可望獲得Oppo、Vivo、小米青睞，在中國手機市場反攻Qualcomm，並挽救聯發科近期持續低迷的毛利率表現。

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。

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。