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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去年以來,市場掀起一波矽晶圓缺貨潮,主要由記憶體產業帶動,DRAM、NAND Flash、Nor Flash需求都相當不錯,尤其以NAND Flash表現最強。 根據DRAMeXchange預估,2016~2021年,全球NAND Flash需求量複合成長率達8.5% (詳見【圖一】),而IC Insights預估,這段期間3D NAND Flash滲透率將從17%提高至86% (詳見【圖二】)。 【圖一】全球NAND Flash市場規模 (2014~2021F, DRAMeXchange) 【圖二】3D NAND Flash市場滲透率 (2015~2021F, IC Insights) 3D NAND Flash滲透率快速提高,主要由PC、Server產業推動,根據Gartner預估,2019年3D NAND Flash在PC、Server產業的滲透率,分別能達到84%、71%,帶來非常強勁的需求成長 (詳見【圖三】)。 【圖三】3D NAND Flash終端應用滲透率 基於記憶體產業強勁的成長,帶動半導體產業對矽晶圓的需求,同時矽晶圓產業因報價逐年下滑,已多年沒有重大擴產計畫,導致供給出現缺口。 根據Global Wafer的預估,因記憶體產業需求強勁,2017年全球十二吋矽晶圓月供給量515萬片,月需求量535萬片,供給缺口達20萬片 (詳見【圖四】),並帶動矽晶圓報價觸底反彈 (詳見【圖五】)。 【圖四】全球十二吋晶圓月供需結構 (2015~2017F, Global Wafer) 【圖五】全球矽晶圓市場規模 (2007~2017F, SEMI) 但就在昨天,全球第二大矽晶圓製造商,日商勝高科技(SUMCO)宣布,將擴產十二吋矽晶圓月產能11萬片,預計2019上半年開始量產。 根據SUMCO的評估,全球矽晶圓需求成長率,與購買力平價調整GDP (PPP-GDP) 成長率相當接近,推估2016~2020年,全球矽晶圓需求複合成長率約 4.3%。 另一方面,SUMCO也根據自身的接單狀況,推估2016~2020年,全球矽晶圓複合成長率約5.4%,亦即在2019上半年,全球矽晶圓月需求量將較目前增加61萬片 (詳見【圖六】)。 【圖六】全球矽晶圓需求量 (2016~2020F, SUMCO) 儘管SUMCO沒有新建長晶爐、生產線,只是透過去瓶頸的方式,以市佔率為基礎小幅擴產,佔全球矽晶圓總供給量僅2%,但市場擔憂此舉將刺激其他矽晶圓製造商跟進擴產,衝擊矽晶圓報價,導致今日矽晶圓製造商股價普遍下跌。 定錨觀點 相較於PPP-GDP評估需求量增加38萬片,以及SUMCO自估需求量增加61萬片,SUMCO擴產11萬片其實應不至於破壞產業秩序。但今年以來,市場對於矽晶圓產業的預期高度樂觀,SUMCO擴產將會對投資人信心造成衝擊,並下修對未來的預期。 此外,SUMCO自估需求量增加61萬片的數字,也有過度樂觀的疑慮,因近期半導體廠商為鞏固料源,重複下單的情況非常嚴重,一但產業需求面開始減弱,或是供給面擴增,導致廠商感受到料源並沒有那麼吃緊,供需結構就很容易發生逆轉。 最後,投資人應該密切留意,SUMCO擴產打響第一炮後,信越(ShinEtsu)、環球晶(Global Wafer)是否會跟進擴產? 根據目前定錨研究團隊掌握的資訊,Global Wafer在去年合併SunEdison後,今年的重心放在營運調整,資本支出態度保守;至於ShinEtsu,考量過去幾年矽晶圓價格崩跌,必然不希望產業再度陷入供過於求的情況,資本支出態度應會保持謹慎。 因此,假使ShinEtsu、Global Wafer對資本支出的態度沒有改變,SUMCO的擴產幅度應能順利被消化,利空將逐漸淡化,不再影響股價。

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2017-08-09

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2018-12-22

運營商醞釀,低軌道衛星即將爆發

本篇為2019年1月23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」。 在「2019年5G通訊產業趨勢」上,我們提到低軌道衛星與5G產業的關聯性,並指出昇達科、台揚、宏觀將受惠低軌道衛星商機,本篇就來針對這個議題進行補充。 全球低軌道衛星市場規模約有2,610億美元(截至2016年底),美國佔據一半以上的產值,具有舉足輕重的地位。過去,衛星服務市場主要專注在衛星電視,但受到網際網路普及率提高影響,全球TV出貨量成長趨緩,影響到解碼衛星電視訊號的低雜訊降頻器(LNB),以及解碼數位電視訊號的數位機上盒(STB)的市場需求,供應鏈近年獲利表現平淡。 然而,在5G時代,低軌道衛星通訊很可能會跟5G基地台形成互補,將5G基地台難以覆蓋的區域,如高山、沙漠、海洋......等,納入通訊範圍內。 因此,新興衛星運營商,如Space X、OneWeb、Telesat,計畫在未來幾年內大量發射衛星,向全球提供衛星通訊服務。其中,Space X已獲得FCC核准,發射低軌道衛星4,425顆、超低軌道衛星7,518顆,將在2027年以前完成佈署;而獲得日本軟銀投資的OneWeb,也計畫在未來幾年發射2,720顆衛星,並在2022年開始提供衛星通訊服務。 市場估計,目前全球商業化衛星數量約1,700~1,800萬顆,未來十年內將成長至1.7~1.8萬顆;而前端設備市場規模,將從2015年40億美元,成長至2020年70億美元、2026年250億美元,年複合成長率超過20%。 與低軌道衛星商機有關的台系廠商,包括LNB/STB射頻晶片設計業者宏觀,微波元件業者昇達科,高頻微波通訊基板業者新復興、衛星通訊設備業者台揚......等。 台揚(2314) 台揚為國內受惠低軌道衛星商機程度最高的公司,營收約有80%來自微波通訊設備,主要客戶為歐美電信營運商、衛星頻道業者、系統整合商。近年受到雲端影音服務業者(OTT)興起,解碼衛星電視訊號的低雜訊降頻器(LNB),以及解碼數位電視訊號的數位機上盒(STB)市場受到衝擊,致使營收成長動能放緩。2018年在小型地面衛星站(VSAT)業務強勁成長帶動下,營收達79.9億元,YoY +5.5%,但受到被動元件漲價影響,毛利率大幅下滑,預估EPS僅0.25~0.3元,較2017年0.73元衰退。 近期台揚積極與低軌道衛星營運商合作,開發小型地面衛星站的通訊設備產品,並切入OneWeb供應鏈。儘管2019年貢獻度仍低,但仍可受惠被動元件跌價、成本結構改善,並期待2022~2023年低軌道衛星商機爆發。 昇達科(3491) 昇達科為微波元件供應商,主要客戶包括電信設備商,如Ceragon、華為、Ericsson、NEC......等。2018年開始出貨VSAT前端射頻元件,切入多家知名廠商供應鏈,包括美國G客戶南亞標案訂單,以及與台揚合作供貨OneWeb衛星通訊設備,預期2019年美國G客戶南亞標案訂單營收貢獻將從2,000萬元提高至1.0~1.2億元,OneWeb訂單也可望在2020年開始挹注營收。 今日昇達科公告自結獲利,2018年EPS 3.93元,受惠新興市場4G-LTE滲透率持續提高,低軌道衛星市場快速成長,以及5G基地台毫米波/微波通訊設備需求,預期2019年營收YoY +10~15%,EPS 4.8~5.2元。 宏觀(6568) 宏觀主要產品包括TV Silicon Tuner、STB前端射頻晶片、衛星通訊LNB前端射頻晶片(客戶包括台揚),近年TV市場成長動能平淡,使得TV Silicon Tuner與STB前端射頻晶片業務動能平緩,但Twin/Quad LNB成長動能強勁,且晶片設計從discrete元件朝向SoC化,有助產品ASP及毛利率提升。 由於LNB前端射頻晶片成長動能強勁,而TV、STB產品營收將維持平穩,預期2019年營收YoY +10~15%。 新復興(4909) 新復興為微波通訊基板製造商,在LNB板全球市佔率達80%,近年受到OTT業者影音服務興起,壓縮TV、STB市場空間,相關供應鏈業績表現平淡。然公司帳面每股淨現金(現金/約當現金扣除總負債)價值約16.10元,每股淨流動資產約20.00元,股價目前在19.00~20.00元附近,評價非常便宜,下檔風險極低,並將受惠未來低軌道衛星建設商機。

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2019-01-23

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。

(詳全文)

2019-06-11