定錨產業筆記

台積電供應鏈在地化衍生相關耗材商機

2023-01-07

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。

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手機市場回溫,供應鏈喜迎轉機

2017Q4以來,電子零組件廠商面臨三大利空夾殺: 1. Phone 8/8+、iPhone X出貨量大幅下修,尤其iPhone X肩負新世代手機的樣板,卻叫好不叫座,表現令人失望。 2. 中國手機品牌廠持續調整庫存,四大品牌2018Q1零組件訂單驟降,二線品牌樂視、金立也相繼傳出財務危機。 3. 新台幣匯率持續強勢,對外銷產業營收、毛利率造成衝擊。 因此,過去這段期間,不論光學鏡頭、機殼、PCB、觸控模組、EMS組裝、聲學元件……等零組件供應商,股價表現皆非常弱勢。 本文為「定錨產業週報(基本版) 2018/4/14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)」,獲得更詳細的資訊。 但近期定錨研究團隊積極走訪產業,看到了不少轉機: 1. 中國手機品牌廠庫存調整已近尾聲,四大品牌相繼發表樂觀的展望,且觀察IC設計端2018年3月營收表現,以及大立光法說會釋出的2018Q2展望,皆支持中國手機品牌拉貨動能回溫的看法。 2. iPad、MacBook Air即將上市,我們曾在「定錨產業週報2018/3/31號」分析過,Apple今年改走平價策略,有助衝刺銷售量。 3. 受到被動元件嚴重缺料問題影響,今年iPhone備貨時程將提前至2018年5月,零組件廠商將在2018Q2季末開始出貨。 當然,次產業的表現可能會有所差異,定錨研究團隊整理如下: 3D感測 Apple今年將推出三款iPhone,包括6.1” TFT-LCD、5.8” OLED、6.5” OLED,市場預期三款iPhone都會支援Face ID。 未來須留意Finisar、II-VI 6吋產能逐漸完備後,是否會影響穩懋在iPhone VCSEL供貨比重,以及全新是否有機會打破IQE獨家供應VCSEL磊晶片的局面,另宏捷科在Android品牌導入3D感測的過程中,也很可能扮演關鍵角色。 光學鏡頭 目前市場預期,OLED版本將搭載雙鏡頭,TFT-LCD版本則維持單鏡頭規格。 由於OLED版本受限螢幕模組成本居高不下,難以調降定價,但消費者對於高價iPhone的接受度似乎有限,故Apple有可能會調降TFT-LCD版本定價至700美元附近,衝刺銷售量。市場預期,今年iPhone備貨量約1億支,其中TFT-LCD版本佔60%,此趨勢不利雙鏡頭滲透率提升。 然而,中國手機品牌領導廠商華為,在今年旗艦機P20推出後置三鏡頭模組,對於光學鏡頭產業來說是一大利多,且市場必然會開始期待Apple在2019年跟進導入三鏡頭規格。 機殼 今年iPhone將持續採用玻璃機殼,不同的是,預期鎧勝-KY將首度切入iPhone機殼供應鏈,供貨比重約5~10%。 由於鴻海iPhone組裝代工訂單持續遭和碩及緯創分食,且OLED版本銷售佔比下滑,不利鴻海接單,預期鴻準的機殼訂單分配將會下滑,並由可成、鎧勝-KY取代,而Jabil的訂單分配則會維持相對穩定。 PCB 我們將iPhone採用的PCB分為三大類來觀察: 類載板(SLP):今年SLP規格差異不大,維持TFT-LCD版10層、OLED版20層結構,未來將持續朝尺寸縮小、線寬更細、層數更多發展。由於廠商經過一年的努力,良率已普遍提升,今年合格供應商將從5家增加至7家,競爭趨於激烈,價格將面臨壓力。 軟硬結合板(Rigid-Flex PCB):儘管電池模組Rigid-Flex PCB面積將會增加20~30%,但螢幕模組因去年供應商屢傳良率問題,將從Rigid-Flex PCB改回FPCB,整體需求成長不如預期,加上近年廠商對於Rigid-Flex PCB產能擴充相對積極,競爭趨於激烈。 軟板(FPCB):除了Cellular天線將採用LCP材質,由日商Murata與嘉聯益供貨,其餘天線仍維持改良式PI材質,供應商包括台郡、臻鼎-KY,無線充電FPCB則因Apple有意用銅絲繞線設計取代FPCB模組,有可能導致現有供應商訂單流失。 觸控模組 雖然TFT-LCD版放棄in-cell面板,重回外掛式觸控,觸控模組廠商可望再度接到貼合訂單,但據傳在成本考量下,TFT-LCD版將取消3D壓力感測器,對於毛利率會有不少影響。 另一方面,近期市場傳言Samsung正在說服Apple改採Y-Octa OLED,因不再需要觸控薄膜,不僅更為輕薄,價格也較便宜,惟Apple在供應鏈管理策略考量下尚未點頭。 雖然過去OLED觸控薄膜,都是由Samsung指定供應商,在OLED產線上進行一條龍貼合,但台廠還是有分食到3D壓力感測器貼合訂單,如果Apple決定採用Y-Octa OLED,恐將移除3D壓力感測功能,對台廠將產生不利影響。 EMS組裝 目前市場預期,鴻海為OLED版本主要供應商,和碩為TFT-LCD版本主要供應商。緯創在2018年3月,傳出防水機構件偷換料事件,有可能會影響到未來接單,須持續觀察。 由於EMS組裝廠商營收,通常會落後零組件廠商2~3個月,而今年消費性電子產業訂單能見度不高,建議先觀察零組件廠商拉貨動能。

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2018-04-16

Galaxy S20上市,全面支援5G

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

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2020-02-13

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

SUMCO擴產,震驚矽晶圓產業

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