5G時代來臨,射頻元件廠受惠最大

2018-05-25

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,各位可以明顯看出,5G與4G在部分頻段會重疊,因此5G將分為獨立性與非獨立性兩種,其中非獨立性5G使用的頻段為Sub-6GHz,而獨立性5G使用的頻段為28~39GHz毫米波頻段。

可想而知,未來5G手機內部可能會有兩顆Modem晶片,一顆負責Sub-6GHz頻段,一顆負責28~39GHz頻段,手機可在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,主要使用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 PA,總計6顆,遠低於先前媒體報導的15顆。

此外,2G、3G手機減少,也抵消5G手機對於PA需求的成長性,故PA產業的重點為材料從砷化鎵轉為氮化鎵,以及性能強化,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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(詳全文)

2017-07-08

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PA的代工廠都是穩懋,所以穩懋將立於不敗之地。 此外,我們認為就算Apple在毫米波頻段採用Broadcom的RF-FEM產品,還是會搭配Qualcomm QTM525毫米波AiP天線模組,供應鏈包括毫米波AiP天線模組封測廠日月光,以及AiP天線模組所需使用的BT載板供應商南電、景碩......等。 五、類載板(SLP) 由於iPhone 11系列的主板規格,與iPhone XR/XS/XS Max相同,且今年台系銅箔基板供應商以較積極的價格策略,從Panasonic手中搶下訂單,預估供貨比重達60~70%。由於廠商良率及產能規模經濟效益逐步提升,以及關鍵原物料成本下滑,預期SLP單價較去年下滑20~30%。 我們曾在2019年9月6日發表的「手機主板HDI、SLP規格升級,供應鏈受惠」獨家產業報告,指出2020年iPhone全面支援5G Sub-6GHz及毫米波頻段,預期主板規格將再度升級,OLED版本搭載4片SLP、堆疊成三層結構,且因應高頻傳輸需求,銅箔基板可能會採用更高階的材料,帶動每片銅箔基板ASP提升20~25%,預期SLP單價將較今年大幅提升(詳見【圖六】、【圖七】)。 【圖六】iPhone SLP單價預估 【圖七】iPhone SLP產值預估 目前台系SLP供應商中,以臻鼎-KY旗下鵬鼎供貨比重最高,預估在2019年7月擴產完成後,供貨比重將達30~35%;其次,華通、欣興供貨比重則在10~15%之間;至於景碩,則因良率低於同業,已逐漸退出iPhone SLP供應鏈。 六、天線軟板 由於異質PI(Modified PI)軟板技術趨於成熟,在Sub-6GHz頻段的損耗表現已不輸給LCP軟板,且材質彈性較佳、利於內部空間配置,故iPhone 11系列Cellular下天線維持LCP軟板,由日商村田(Murata)提供;上天線則改為Modified PI軟板,由臻鼎-KY、台郡分食訂單(詳見「嘉聯益驚爆裁員,LCP訂單轉向臻鼎-KY?」);嘉聯益則轉向爭取陸系品牌LCP軟板訂單。此外,iPhone 11支援Wi-Fi 6 (802.11ax),故Wi-Fi軟板升級為Modified PI材質,主要由臻鼎-KY供貨。 展望2020年,因iPhone全面支援5G Sub-6GHz及毫米波頻段,而Modified PI在毫米波頻段的損耗表現仍大幅落後於LCP,故有可能會採用更多LCP軟板,潛在供應商包括Murata、嘉聯益,另外臻鼎-KY、台郡的LCP軟板技術漸趨成熟,也有機會爭取到訂單。 七、軟硬結合板(Rigid-flex PCB) 5G手機的耗電量,較4G-LTE手機提高不少,故iPhone 12應會搭載更大面積的電池,同時電池模組軟硬結合板(Rigid-flex PCB)的需求也會隨之增加,台系供應商主要是華通、欣興。但要留意,如果New AirPods 2改採SiP封裝,對Rigid-flex PCB的需求將會減少,抵銷iPhone電池模組的需求增加。 也就是說,如果New AirPods 2確定保留Rigid-flex PCB設計,則Rigid-flex PCB的趨勢會較為明確,應持續關注未來發展,相關評論我們已發表在「New AirPods 2年底上市,供應鏈意見分歧」。 八、金屬機殼 儘管不鏽鋼機殼的材料成本較昂貴,且加工難度高,在產線上所需的時間至少增加30%,但因客戶砍價壓力沉重(詳見【圖八】),以及出貨規模下滑,2019年機殼供應商營收、毛利率皆面臨挑戰。 展望2020年,iPhone將全面支援5G Sub-6GHz及毫米波頻段,因毫米波的波長較短、易受障礙物阻隔,為避免天線遮蔽及訊號干擾的問題,不鏽鋼機殼及玻璃背板的設計會更加複雜,使金屬機殼的單價有機會提高。 【圖八】iPhone金屬機殼BOM Cost預估 定錨認為,金屬機殼供應鏈將在2019Q4進入業績谷底,2020Q1~Q2有平價版iPhone訂單加持、淡季不淡,2020Q3新款iPhone開始拉貨後,營收及毛利率有改善空間。此外,因不鏽鋼機殼的加工難度較高,設計又趨於複雜,預期多數訂單仍將下在鴻準、可成,鎧勝-KY很難搶到較具規模的訂單。 九、背光模組 台系背光模組業者瑞儀,過去曾是iPhone供應商,但在2018年因不願投資異形切割設備(有關iPhone XR的瀏海),正式退出供應鏈,由日商Minebea取代。隨著舊機種逐漸停產,iPhone佔瑞儀營收比重持續下滑,已不具影響力,未來的觀察重點在於Mini LED新產品的進度。 十、LCD Driver IC 目前iPhone LCD版本採用新思(Synaptics)提供的Driver IC,協力封測廠是頎邦,但2020年Apple可能會捨棄LCD、全面導入OLED,影響到Synaptics在頎邦的封測訂單。 而OLED版本過去是採用三星(Samsung)提供的Driver IC,但近年Apple雇用了許多前瑞薩(Renesas)員工,有可能是計畫在未來拉高京東方、LG在OLED面板的供貨比重,並採用自行設計的OLED DDI,這款晶片較有可能在台積電28nm製程投片,並由頎邦協助封測。 十一、Type-C 預期2020年iPhone將正式改為Type-C接口,由於Apple在2018年10月11日買下戴樂格(Dialog)的電源管理晶片(PMIC)事業,預期將會自製充電IC,故台系既有的充電IC設計公司偉詮電、昂寶-KY都沒有機會接到訂單。不過,在充電線材的部份,立訊旗下台系子公司宣德,可望接到訂單。 十二、散熱模組 由於iPhone 12將支援毫米波頻段,而目前Qualcomm推出的毫米波AiP天線模組有嚴重的發熱問題,儘管過去Apple一向是只採用石墨片散熱,但不排除iPhone 12會首度導入薄型均熱板(VC)。由於目前規格尚未定案,還無法得知誰會接到訂單,但薄型均熱板最大供應商雙鴻,以及現行iPhone石墨片供應商奇鋐,出線機率相對較高。

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2019-09-12

波音737即將復飛,航太股訂單看旺

2019年3月10日,衣索比亞航空一架Boeing 737 MAX 8型飛機,在起飛階段墜毀,機上人員全數遇難。由於該空難與2018年10月印度尼西亞獅子航空610號班機空難,有較多共同之處,包括肇事機型都是機齡不足半年的Boeing 737 MAX 8型,且均為在起飛階段失事,使得多國民航主管機關及航空公司開始質疑該機型的安全性,目前全球374架Boeing 737 MAX系列客機全數停飛。 根據專家研究,Boeing 737 MAX 8失事的主因,主要是飛機結構設計時採取更大直徑的涵道,這個設計的好處是推進力量大、省油,但飛行時對於俯仰角更靈敏,尤其在仰角飛行時,往往會使角度不斷加大,甚至逼近臨界值的問題。但在節省成本的考量下,波音(Boeing)並未針對設計進行改良,而是加裝了一套「操控特性增益系統」(MCAS),當仰角過大時,系統會自動壓低仰角。因此,在這兩起空難之中,都有飛行員不斷拉高仰角,又被系統自動壓低的情況,以致於發生憾事。 經過一段時間的檢測,波音公司也坦承是「操控特性增益系統」無法模擬「防失速系統」出現失靈的困難狀況(參考連結),目前已針對該軟體進行更新。儘管今日美國航空宣布,將延長Boeing 737 MAX機型停飛期間至2019年9月3日,引發昨日台灣航太供應鏈重挫,但航空界對於Boeing 737 MAX復飛仍具信心,Boeing 737 MAX系列客機的在手訂單也並未下修(詳見【表一】),僅交機時程遞延,加上台灣航太供應鏈原本的產能規劃,皆落後於Boeing公司對Boeing 737 MAX系列客機的交機計畫,恰好可以利用這個機會進行調整。 【表一】Boeing在手訂單及飛機交付量 若Boeing 737 MAX無法順利復飛,航空業者向Boeing公司取消訂單,則同為單走道客機設計的Airbus A320 NEO可望成為最大受惠者。 根據Boeing公司預估,2018~2037年,民用客機交付量將達42,700架,產值約6.3兆美元,其中單走道客機(Single-aisle)受惠於新興國家航空公司崛起,以及歐美廉航的需求,出貨量達31,360架,產值3.48兆美元(詳見【圖一】)。 【圖一】2018~2037年民用客機交付量 【圖二】2018~2037民用客機產值 由於單走道客機的引擎,多數是採用美國奇異航空公司(GE Aviation)與法國賽峰公司(Safran)共同開發的CFM-LEAP系列,其中Boeing 737 MAX系列客機全數採用CFM-LEAP-1B型號,而Airbus A320 NEO系列客機採用的引擎也有半數以上是CFM-LEAP-1A型號,市場預期,以出貨量計算,CFM-LEAP引擎在未來10~15年民用航空市佔率將達70%以上。 根據專業機構研究,民用客機的成本結構,包括機體結構32%、引擎20%、整體組裝28%、系統(起落架...等) 11%、航電配備3%、內裝6%。其中,引擎是技術難度最高,成本結構佔比相對高,且產品生命週期較長的關鍵零組件。一般來說,引擎的生命週期可長達30年以上。 以前一代單走道客機引擎CFM-56為例,該款引擎在1985年首度獲得Boeing 737採用,並在1988年首度獲得Airbus A320採用,為史上最暢銷的引擎,產品生命週期即將屆滿35年。而新一代單走道客機引擎CFM-LEAP,在2010年首度獲得Airbus A320 NEO採用,並在2011年獲得Boeing 737 MAX採用,2018年CFM-LEAP出貨量已正式超越前一代產品CFM-56(詳見【圖三】),未來CFM-56將逐漸走入後裝維修市場。截至2018年底,CFM-LEAP在手訂單量高達17,275具,以每年交貨2,000具計算,未來8~9年內出貨量都不是問題。 【圖三】CFM-LEAP出貨量預估 由於台灣業者初次切入航太供應鏈,是在上一代產品CFM-56的中後期,協助原廠降低成本,且多數業者須透過漢翔整合,附加價值較低,進而反映在利潤率;然而,在CFM-LEAP時代,為提高對原廠的附加價值,部份業者如漢翔、豐達科(詳見「豐達科(3004):營運簡評」)、長亨(詳見「長亨(4546):營運簡評」)、駐龍(詳見「駐龍(4572):營運簡評」),在引擎設計初期就已經與原廠合作共同開發,隨CFM-LEAP產量在2018下半年正式超越CFM-56,經濟規模將逐步顯現,利潤率有機會持續優化。 此外,航太股也符合我們在「台股觀察週報 2019/5/19」提到的「外銷傳產股」,訂單不受華為事件影響,且直接客戶都是歐美大廠,收入幣別以美元為主,帳上也有許多美元計價應收帳款,可望在2019Q2享有匯兌利益。 2019/6/27更新 今日美國聯邦航空總署(FAA)指出,Boeing 737 MAX系列發現新的潛在問題,恐影響飛機在自動駕駛時壓低機鼻,機師是否能很快地拿回控制權。FAA表示,在Boeing公司解決這項問題以前,不會核准Boeing 737 MAX系列復飛,原先預期6月底進行測試,恐遞延至7月中旬。 因應這項問題,西南航空(Southwest Airlines)於今日宣布,將延長Boeing 737 MAX系列停飛至2019年10月1日,亦即原先業界對於Boeing 737 MAX系列將於2019Q3季末復飛的期待落空,實際復飛時間點可能會往後遞延至2019Q4。 定錨認為,只要Boeing公司在手訂單沒有遭到取消,復飛早晚只是時間問題,若供應鏈股價因此利空而下殺,應視為長線的買進機會。 2019/8/13 近期國內航太龍頭漢翔指出,先前因CFM-LEAP引擎產量不足,導致部份Boeing 737 MAX機身結構組裝完成後,在等待引擎裝機,但目前CFM-LEAP引擎產量已逐漸充足,Boeing要求供應鏈針對部份引擎料件減產5%,若Boeing 737 MAX未能在2019Q4復飛,則有可能會衝擊CFM-LEAP引擎供應鏈。 如果Boeing確定要求引擎供應鏈減產,則定錨先前介紹的航太零組件廠,包括漢翔、長亨、駐龍、豐達科,下半年營收動能都有可能會受到影響。然而,前陣子Boeing法說會,經營層仍對Boeing 737 MAX在年底前復飛充滿信心,建議投資人可以再觀察一下。 此外,由於Airbus A320 NEO同樣採用CFM-LEAP引擎,如果Boeing 737 MAX未能在年底前復飛,台系航太零組件業者仍有機會接到來自Airbus A320 NEO的轉單,所受衝擊應在可控範圍之內。

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2019-06-11

Qualcomm 7nm究竟花落誰家?

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。

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2018-01-22