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。

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。

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

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。