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。

報載Qualcomm雖有意將7nm轉單台積電，但7nm光罩遲未定案，腳步有放緩跡象，意味著7nm訂單有可能出現了變數 (新聞連結)。 Qualcomm近年幾代高階晶片，包括Snapdragon 820、835、845，分別採用Samsung 14nm FinFET LPP (Low-Power Plus)、10nm FinFET LPE (Low-Power Early)、10nm FinFET LPP製程，但先前傳出，因台積電7nm製程大幅領先Samsung，Qualcomm有意將下一代新產品Snapdragon 855轉向台積電投片。 但去年底，Qualcomm表示台積電與Samsung都是非常好的合作夥伴，但2018年會採用哪家的製程，必須考慮技術節點、效能、產能和成本……等因素，目前言之過早。這段話給外界留下了不少想像空間。 而台積電在上週舉行2017Q4法說會，指出2018年行動運算晶片出貨量將下滑，但因半導體價值提升，故營收相較去年持平。法人認為，Apple早已確定將2018年A12晶片下單台積電，若台積電有爭取到Qualcomm訂單，則行動運算晶片營收不可能只有持平，推測Qualcomm 7nm可能出現變數。 定錨研究團隊認為，投資人可以從三個面向，去思考這件事情： 1. Smart Phone旗艦機晶片訂單版圖 Samsung能爭取到Qualcomm訂單，除了提供非常優惠的報價以外，或許也拿Galaxy S、Note系列旗艦機AP訂單作為交換籌碼。若Qualcomm 7nm轉單台積電，則Samsung Galaxy S、Note系列旗艦機，有可能捨棄Qualcomm晶片，改用自家Exynos晶片。 而放眼全球Smart Phone品牌，Apple向來採用自製AP晶片，且近期與Qualcomm關係緊張，有意將BP晶片轉單Intel；華為旗艦機也是採用旗下子公司海思設計的Kirin系列晶片；Samsung在Galaxy S、Note系列旗艦機，則是一半採用自家Exynos晶片、一半採用Qualcomm晶片；真正穩固且訂單量大的客戶，只有Oppo、Vivo、小米，這也是Qualcomm要和Oppo、Vivo、小米簽訂採購合作意向書的主要原因。 因此，Qualcomm 7nm花落誰家，恐怕也要考量Smart Phone旗艦機的訂單版圖，以及與Samsung之間的利益交換。 2. Samsung量產時程與良率 目前預期Samsung將在2018Q3量產7nm FinFET，落後台積電約一季，且Samsung會在量產初期就直接導入EUV機台，與台積電先以多重曝光製程，2019年再導入EUV的技術藍圖不同。 然而，有別於過去曝光製程採用透鏡折射的方式，EUV因波長較短，必須採用面鏡反射來進行設計，難度大幅提升。台積電不在量產初期導入EUV，必然考量過採用多重曝光與EUV之間良率的差異性，且台積電在2017Q4法說會指出，7nm量產將對毛利率造成2~3%負面影響，意味著7nm初期良率並不理想。 因此，Samsung 7nm FinFET是否能如期量產？量產良率如何？都存在很大的疑慮，也必然會是Qualcomm的考量重點。 3. 其他客戶的訂單？ 目前在台積電投片的手機晶片客戶，除了Qualcomm之外，還有Apple、華為、聯發科。然近期iPhone X銷售續航力不如預期，中國手機市場需求也持續低迷，華為、Oppo、Vivo、小米陸續下修出貨量展望，勢必影響到手機晶片客戶的投片量。 儘管Snapdragon 855轉向台積電投片，但如果其他客戶因終端需求疲軟，減少下單，整體投片量還是會有所下滑。 定錨觀點 定錨研究團隊認為，儘管Samsung掌握旗艦機晶片採購權作為籌碼，但中國品牌崛起，Samsung的影響力逐漸降低，且Qualcomm已和Oppo、Vivo、小米簽訂採購合作意向書，穩固訂單來源，Samsung的籌碼越來越不值錢。 而台積電在7nm量產時程、良率、產能規模上，應較Samsung更有優勢，且後續導入EUV後，功耗、效能及尺寸都還會再提升，對於5nm、3nm的技術藍圖也比同業更清晰，應能在7nm取得非常高的市佔率，包括Qualcomm訂單。 但如果後續訂單分配生變，則目前市場預期台積電在2018年營收YoY +10~15% (以美元計價)，有可能會面臨下修，投資人應持續追蹤這項議題。

在2018年6月，我們陸續在台北、台中、台南舉辦LINE群錨粉專屬茶會，當時提到2018下半年有三大機會： 1. 新款iPhone上市，供應鏈迎接旺季 2. NVIDIA新顯卡上市，板卡廠營運增溫 3. 散裝旺季來臨，BDI指數走強 關於第一點，我們在「定錨產業週報 2018/9/16」指出，因定價過高、創新不足，舊機種降價反而更具吸引力，預估2018下半年新款iPhone出貨量，將從8,500萬支下修至8,000萬支，儘管短期內因果粉信仰，預售數字仍會開得不錯，有機會帶動股價反彈，但中長線仍應持保守態度。如我們的預期，因新機備貨量低於預期，蘋概股後續表現並不理想。 關於第二點，我們在2018年10月5日發表「技嘉(2376)：法說會報告」指出，目前顯卡廠前一代Pascal產品庫存水位約3~5週，遠高於過去新產品上市前的1~2週，預期2018Q3將面臨庫存減損，毛利率承壓，也有可能會影響到新產品的銷售動能。目前我們仍維持原先看法，實際情況則要到2018年10月營收公布後，才能獲得驗證。 關於第三點，BDI指數在2018年6~7月確實有一波反彈，儘管BCI指數在2018年8月觸頂後回檔整理，但BPI、BSI指數接棒演出，散裝航運族群也成為這波股災中的資金避風港。 這波BDI指數走強，除旺季效應外，主要有三項原因： 1. 近年航商造船態度保守，新增運力獲得控制 根據Clarkson統計，2018年散裝航運市場供給成長率達2.9%，需求成長率達2.7%，供需大致平衡(詳見【圖一】)。 【圖一】散裝航運市場供需成長率 由於目前新、舊船舶價格差距達30%以上，航商會較傾向購買二手船舶，而非建造新船，致使新造船訂單(Order-book)佔總運能比例維持在低檔，預期未來2~3年內，散裝航運市場新增運力有限。 2. 環保法規趨嚴，航商加速汰換老舊船舶 國際海事組織將在2020年實施新環保法規，船舶燃油含硫量限制從3.5%降至0.5%，並強制加裝壓艙水系統。 這套法規的實施，航商有三種方式因應： 1) 建造新型環保船：未來航商造船趨勢，勢必走向環保船型，導致新造船成本墊高，降低航商投資意願。 2) 加裝脫硫器：以目前運價推估，加裝脫硫器的回本期間約為3~5年，因此對於較年輕的船舶，航商應會選擇加裝脫硫器。 3) 採用低硫油：對於年齡較高的船舶，航商沒有足夠的時間回收成本，可能會採用低硫油來因應，並在船舶屆齡淘汰後，再建造新型環保船替代。 因此，我們可以期待在2020年，航商將有一批老舊船舶將會拆解，壓抑運力供給成長率。 3. 中國環保政策趨嚴，以海外礦取代國內礦 由於中國本土生產的鐵礦砂品項較低，在環保政策趨嚴之下，中國鋼廠開始用巴西高品項鐵礦砂取代本土礦。 另一方面，中國鋼廠也持續以海外煤取代本土煤，又因北韓在2016年遭美國制裁，中國鋼廠在2017年開始用澳洲煤取代北韓煤，航程從500~600海浬提高至4,000海浬。據統計，2016年中國向北韓進口煤炭2,200~2,300萬噸，2017年降至500萬噸以下，同期中國向澳洲進口煤炭，從7,500~7,600萬噸，提高至8,300~8,400萬噸。 原先市場認為，中美貿易戰將衝擊散裝運力需求，但實際上，中國向巴西進口大豆所需的航程更長，且巴西自產大豆無法滿足中國需求，也要額外向美國採購，再轉銷往中國，反而提升對Supramax、Panamax的運力需求，因此今年穀物旺季對運價的提振效果特別明顯。 在強勁的基本面支撐下，儘管全球經濟面臨逆風，BDI指數還是維持高檔，短期內仍不看淡，加上電子產業景氣明顯走緩，散裝航運族群自然成為法人資金停泊的避風港。 然而，近期中美貿易戰持續升溫，已開始影響到中國市場內需，尤其房市景氣走緩及取消預售屋制度，勢必影響到鋼鐵需求。而美國聯準會升息步調確立，新興市場經濟體皆面臨資金外流的問題，也很可能會成為「一帶一路」政策的推行阻力。展望未來，散裝航運旺季已進入尾聲，也要持續留意中國對海外鐵礦砂、煤礦的拉貨力道，提防需求走緩的風險。

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。