定錨產業筆記

虛擬貨幣退燒,顯卡族群降溫

2018-06-20

受惠挖礦熱潮推升顯示卡需求,兩大繪圖卡晶片龍頭NVIDIA、AMD,在2018Q1繳出亮眼的財報成績,國內板卡族群財報也非常亮眼,但隨著挖礦需求退燒,板卡族群的業績也開始面臨挑戰。

本文為「定錨產業週報(基本版) 2018/5/27、2018/6/10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。

定錨研究團隊認為,板卡族群在2018年4~5月營收降溫,主要原因有二:

1. 比特幣價格在2017Q4創新高後,2018Q1一路走跌,雖然其他虛擬貨幣在2018Q1接棒演出,但在2018Q2仍後繼無力,導致挖礦需求大幅減緩。

2. NVIDIA新款GPU即將上市,顯示卡市場進入產品交替期,消費者抱持觀望態度。

也就是說,如果虛擬貨幣價格沒有起色,板卡族群業績短期內難以回溫,但未來仍有NVIDIA新款GPU可以期待。

而關於NVIDIA新款GPU上市時程,市場上眾說紛紜,主要版本有:

1. 預計7月份上市,採用Volta架構,以台積電12nm FinFET製程投片。

2. 預計7月份上市,採用Turing架構,以台積電12nm FinFET製程投片。

3. 預計7月份上市,採用Turing架構,以台積電7nm FinFET製程投片。

4. 預計11月份上市,採用Turing架構,以台積電7nm FinFET製程投片。

在「定錨產業週報2018/5/27號」中,我們認為NVIDIA較可能在2018年7月推出新產品 ── GeForce GTX 1180,採用Turing架構,以台積電7nm FinFET製程投片。

理由是,依照NVIDIA的技術藍圖推測,Volta架構應該是用在Data Center級的高階產品,且如果NVIDIA以12nm FinFET製程投片,則2018年底AMD推出以7nm FinFET製程投片的新款GPU後,NVIDIA很可能會因為製程落後而流失市佔率,等於這一代新產品只有約半年的壽命,所以NVIDIA必然會選擇以7nm FinFET製程投片。

但當時我們也補充,因為台積電7nm量產初期,多數產能都是供應Apple使用,NVIDIA很可能會搶不到產能,假使新產品如期上市,初期很可能會持續缺貨,直到2018Q4台積電7nm產能拉升後才會逐漸緩解,所以也不排除NVIDIA會直接選擇延後上市。

而根據NVIDIA CEO黃仁勳在Computex 2018釋出的訊息,我們在「定錨產業週報2018/6/10號」更新看法,認為NVIDIA新款GPU較可能在2018年9~10月上市。

這項修正,對於板卡族群有非常重大的意義!

前面提過,板卡族群營收降溫的原因,除了虛擬貨幣退燒以外,消費者在產品交替期的觀望態度也是主因之一,一但新產品上市時程延後,則空窗期就會拉長,預期板卡族群在2018Q2~Q3將面臨出貨量下滑、產品ASP下跌的衝擊,要到2018Q4才會逐漸有起色(詳見【圖一】)。

【圖一】技嘉、微星顯示卡出貨量預估

關於GeForce GTX 1180的效能及價格,我們維持先前的看法,預期GeForce GTX 1080效能較前一世代GeForce GTX 1080提升約60~70%,價格落在699美元附近,較前一代GeForce GTX 1080之599美元提高約20%。

而在挖礦需求退燒後,電競產品出貨佔比較高的微星,受惠NVIDIA新產品上市的程度,可望優於技嘉、撼訊。

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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

聯發科切入蘋果供應鏈,有譜?

Apple與Qualcomm的專利訴訟案打得火熱,並拉攏Intel供應手機Modem晶片,市場也開始臆測,聯發科是否有機會切入iPhone供應鏈?定錨獨家為您分析。 《經濟日報》於2017年11月28日報導「聯發科搶進蘋果鏈 有譜」一文,分析過聯發科切入Apple供應鏈,存在四種可能性:手機Modem晶片、Modem技術IP授權、Wi-Fi ASIC、HomePod晶片。本文就以這四個項目,分別探討聯發科的競爭力,以及切入Apple供應鏈的可能性。 1. 手機Modem晶片 手機晶片主要分為應用晶片(Application Processor, AP)及基頻晶片(Baseband Processor, BP),前者主要負責手機內部應用程式的運算,後者主要負責手機與外界傳輸的處理,例如3G/4G、Wi-Fi......等。 在Qualcomm、聯發科的解決方案中,通常會把這兩部份整合成一顆SoC,但Apple但因缺乏Modem關鍵技術,儘管iPhone採用的AP晶片皆為自行設計,例如A11 Bionic,但BP晶片仍需向擁有Modem關鍵技術的廠商,如Qualcomm、Intel額外採購。 Apple在2017年推出之iPhone 8/8+、iPhone X,Modem晶片由Qualcomm、Intel分食,其中,Qualcomm版本採用Snapdragon X16 Modem晶片,支援Cat. 13/16 (Uplink/Downlink)規格;Intel版本採用XMM7480 Modem晶片,支援Cat. 12/13規格。 外界認為,此舉表明Apple有意降低對Qualcomm的依賴程度,也顯示Intel併購威睿電通及Infineon後,技術實力大增,近期更領先推出全球首款支援Cat. 19規格的Modem晶片XMM 7660,領先Qualcomm支援Cat. 18規格的最新產品Snapdragon X20。 然而,聯發科Modem技術大幅落後Qualcomm、Intel,目前主流產品Helio P23僅支援Cat. 7,Helio P30僅支援Cat. 7/13,預期要到2018H1推出的新款高階產品,才會支援Cat. 12/13,亦即採用聯發顆晶片的手機,網路傳輸速度將會較慢。 觀察Apple過去晶片採購策略,曾採用TSMC、Samsung雙供應商策略,但後續面臨消費者質疑不同版本的iPhone,功耗及效能存在差異,之後Apple就改採單一供應商策略。 此舉顯示,Apple在晶片採購策略,仍是以技術領先及供貨穩定為首要考量,不太可能自廢武功,遷就Modem技術實力較差的聯發科,故推測聯發科Modem晶片切入新款iPhone供應鏈的機率不大,但有可能取代Qualcomm供貨Modem規格較低的舊款iPhone。 2. Modem技術IP授權 主要是看上聯發科為全球「唯三」具備CDMA技術的公司。聯發科在CDMA 2000技術的關鍵專利,主要是來自威睿的授權,僅有少部份為自主研發。 然而,當年威盛集團採取「一魚兩吃」的策略,先是把威睿的CDMA 2000技術關鍵專利授權給聯發科,進行數十款CDMA晶片開發,後來再把這些專利轉賣給Intel。 也就是說,儘管聯發科有權使用這些CDMA 2000技術關鍵專利開發晶片,但這些關鍵專利目前已屬於Intel的資產,且Apple找聯發科尋求CDMA 2000技術專利授權,也只有短期的經濟效益,故發生機率也不高。 如果確實發生,雖然IP授權金對營收的貢獻度不顯著,但毛利率是相當不錯的,有助聯發科經營層達成毛利率逐季回溫的目標。 3. Wi-Fi ASIC 目前Apple採用Broadcom供應之Wi-Fi晶片,隨著Wi-Fi主流規格將從802.11ac轉進802.11ax,Broadcom也在2017年推出支援802.11ax規格的Wi-Fi晶片。 聯發科也積極佈局802.11ax規格的Wi-Fi晶片,預期產品推出時程不會落後Broadcom太多,未來Apple確實有可能在降低成本的考量下,將部份產品線的Wi-Fi晶片轉單聯發科,例如平價版HomePod,這部份我們留在下一段落解說。 4. HomePod晶片 目前智慧音箱市場由Amazon主導,市佔率高達70~80%,其次為Google,市佔率約20~30%,兩者都採用聯發科提供的智慧語音晶片,亦即聯發科目前在智慧音箱晶片市場居領先地位。 此外,智慧音箱市場兩大巨頭Amazon、Google,近期價格競爭非常激烈,站在Qualcomm的立場,全球智慧音箱年出貨量僅3,000~4,000萬台,且平均售價遠低於手機,市場規模不大,利潤又不好,應該不會想加入競爭,故聯發科獨大的地位在短期內非常穩固。 儘管智慧語音晶片是聯發科具市場主導地位,也是最有機會切入Apple供應鏈的產品,但參考Apple過去產品設計,主晶片多為自行設計,Wi-Fi晶片多採用Broadcom的解決方案。 因此,我們認為聯發科切入2018年版本的HomePod機率不高,除非未來Apple為抵抗Amazon與Google的價格競爭,推出平價版的HomePod,在降低成本的考量下,才有可能採用聯發科的Wi-Fi晶片。 綜合以上分析,定錨研究團隊對於聯發科切入iPhone供應鏈一事,持保守看法,各位讀者應慎思明辨,在閱讀多方不同觀點的資訊後,審慎做出判斷。

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2017-12-27

5G時代來臨,射頻元件廠受惠最大

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。

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2018-05-25

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