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。

日前天風證券分析師郭明錤指出，蘋果(Apple)將在2020Q3推出首款搭載12.9" Mini LED顯示器的iPad Pro，並在2020Q4接續推出首款搭載16" Mini LED顯示器的MacBook Pro，意味著Mini LED正式進軍高階Tablet、NB市場。隨著Apple持續在高階產品導入Mini LED，很可能會促使同樣主打高階市場的微軟(Microsoft) Surface Pro系列，以及主流NB品牌廠惠普(HP)、戴爾(Dell)、聯想(Lenovo)......等跟進。 Mini LED是新世代顯示技術Micro LED的前驅技術(備註：Mini LED產業鏈可參考「Mini LED產業地圖」)，有別於Micro LED是利用超微型LED自發光的特性，來達成顯示效果，Mini LED則是將微型LED作為面板背光源，結構上更接近傳統LCD面板。相較於傳統LED晶粒尺寸邊長在300um以上，Mini LED採用的微型LED晶粒尺寸邊長只有100~150um；而Micro LED的超微型LED晶粒尺寸邊長更是在30um以下。 要達成Micro LED量產最大的技術難題，在於「巨量轉移」(Mass Transfer)，也就是要把製作完成的LED磊晶片，切割成數萬顆超微型LED，再整齊排列於基板上，並完成打線。以FHD畫質的Micro LED顯示器面板(解析度1,920 x 1,080)來說，基板上大約有207萬個畫素，每個畫素搭載紅、綠、藍光三顆超微型LED晶粒，總計需要621萬顆超微型LED，其中只要有6顆故障，就無法正常運作！因此，Micro LED基板的製作良率，最少必須達到99.9999%以上，才能實現量產，後續再針對故障的畫素點進行修復工程。 除了LED磊晶片是沉積在藍寶石基板上，硬度高，切割非常困難，要同時轉移如此大量的超微型LED，並整齊排列、精密完成打線，也是一大難題。目前，國內只有一家公司，號稱有能力在2019年底領先全球達成Micro LED試產，就是繼承工研院技術，並有聯電、晶電、友達三大富爸爸撐腰的錼創科技。最大的關鍵，在於錼創科技擁有非常完整的「巨量轉移」技術專利，又因Micro LED的製程與傳統LED差異非常大，市面上買不到設備，必須自行設計開發。 由於Micro LED量產門檻過高，且初期恐因產能未達經濟規模、良率有待改善......等因素，使量產成本居高不下，估計是LCD顯示器的3倍以上，故晶電在2018年率先提出Mini LED的概念，並獲得台系面板業者熱烈響應。由於Mini LED背光可透過局部調光的方式，提升LCD顯示器的畫質至接近OLED顯示器的水準，厚度也非常接近，且成本只要60~70%，耗電量更只要20~30%，產品壽命也大幅延長，故Mini LED被台系面板業者視為反攻市場的秘密武器(詳見【表一】)。 【表一】TFT-LCD、OLED、Mini/Micro LED比較 (備註：「量產成本」星級越高表示成本越昂貴，「耗電量」星級越高表示越耗電。) 台系Mini LED產業鏈，主要分為LED業者、面板業者兩大陣營。LED業者的代表，當然是國內LED領導廠商晶電，主要以旗下子公司元豐新科技投入研發設計及供應鏈整合，將LED晶片交由合作夥伴葳天科技負責量產模組，預計2020年資本支出將從20~30億元提升至50億元，在2020Q2以前將Mini LED月產能從100KK提升至200KK，滿足客戶在下半年的強勁需求；面板業者的代表，則是友達及群創，分別以旗下隆達、榮創，與面板廠整合提供一條龍服務。 目前國內三大Mini LED陣營，以晶電集團的量產進度最快，預計2019年底以前就會開始試產，趕上2020Q3新款iPad Pro及2020Q4新款MacBook Pro的需求。根據天風證券預估，NB/Tablet用Mini LED顯示器，初期模組單價將高達250~300美元，約使用7,000~8,000顆Mini LED，2020~2022年出貨量將分別達200~300萬套、400~500萬套、700~900萬套。 由於Mini LED晶粒製造難度較高，預期Apple會同時採用多家供應商，以分散風險，包括晶電/豐田合成(Toyota Gosei)、首爾半導體(Seoul Semi)、歐司朗(Osram)都有機會切入供應鏈。而在LED晶粒封裝段，億光有機會搭上晶電的順風車，順勢取得訂單。未來non-Apple陣營，則可以觀察友達集團的隆達，以及鴻海集團的光鋐、榮創，據了解，隆達已掌握不少non-Apple品牌的高階NB訂單。 在晶電集團大幅擴增資本支出下，晶片檢測分選設備廠商惠特、久元可望受惠，而友達集團則是暫時將檢測分選製程外包，所以相關業者也能接到代工訂單。 在LED Driver IC，國內聚積在細間距及整合型產品的技術領先同業(不確定Apple是否採用)，最大的競爭對手是陸系業者集創北方，雙方在中低階LED Driver IC市場價格競爭激烈，未來聯詠、奇景光電......等LCD Driver IC業者也可能會切入市場。 在SMT表面黏著製程，以及SMT製程使用的PCB，則分別對應到台表科、臻鼎-KY(旗下鵬鼎)、欣興。 而在背光模組及顯示器模組組裝，韓系供應商由LG Display與韓國背光模組大廠Heesung垂直整合，台系供應商則以近年切入MacBook LCM組裝的GIS-KY較有機會，另外瑞儀因在NB LCM背光模組製造經驗較豐富，也有可能搶下MacBook Pro訂單。

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。

今天超微(AMD)總裁暨執行長蘇姿豐女士，在台北電腦展(Computex 2019)新增的大會專題演說CEO Keynote，為這場活動揭開序幕。 首先登場的，是象徵AMD在伺服器市場吹起反攻號角，基於Zen 2架構、以台積電7nm製程打造的伺服器新平台Eypc Rome。這款處理器擁有64核心、128執行緒，支援PCIe高速傳輸介面，提供更多的I/O插槽，並大幅提升單一插槽的浮點運算能力，相較英特爾(Intel)前一代產品Xeon 8280，Eypc Rome的效能提升兩倍。 由於AMD在伺服器市場已沉寂多年，儘管Zen架構吹起反攻號角，但受限於效能及製程落後競爭對手，市佔率約5~10%。而Eypc Rome為首款以台積電7nm製程打造的處理器，雖然這款產品效能仍落後英特爾最新款Xeon 9282，但因為採用台積電7nm製程，預期在功耗表現上將會勝出，提供終端廠商不同的選擇。國內供應鏈與Eypc Rome最直接相關的，除了提供晶圓代工服務的台積電以外，CPU Socket供應商嘉澤，ABF載板供應商南電也是潛在受惠者。 接下來，蘇姿豐女士介紹AMD新一代消費級GPU ── Radeon RX5700。這款產品的亮點在於全球首款支援PCIe 4.0傳輸介面的消費級GPU，效能稍優於NVIDIA同級產品GeForce RTX2070，根據超微過去的定價策略，市場預期，Radeon RX5700將會開出更甜蜜的價格。此外，蘇姿豐女士也再次強調，AMD已根據Zen CPU及Navi GPU架構為基礎，提供Sony新一代遊戲機Play Station 5半客製化的架構方案。 但我們仍擔憂，GeForce RTX2070只是一款用台積電12nm(16nm改良版)製程投片的產品，而Radeon RX5700是採用最先進的7nm製程，雙方製程相差1.5代，但效能卻沒有大幅提升，且GeForce RTX2070是上市將近一年的產品，有充足的本錢殺價競爭，未來AMD在較劣勢的成本結構下，可能會面臨嚴峻的挑戰。 接著登場的是本次專題演說的重頭戲，也就是眾所矚目的消費級CPU ── Ryzen 3000X系列。 由於去年下半年以來，市場頻傳Intel 14nm產能不足、10nm進度落後，給予AMD在PC、NB市場反攻的機會，因此市場特別重視Ryzen 3000系列的表現，是否能說服PC、NB品牌及ODM廠採用。此外，這也是台積電在華為制裁事件爆發後，堅持不調降財測的唯一希望。 在此之前，Intel搶先發布Core i9-9900KS特別版Desktop CPU，這款產品採用Intel 14nm++製程，擁有8核心、16執行緒，基礎時脈4.0GHz、超頻時脈5.0GHz，效能相當驚人！雖然Intel沒有公布熱功耗(TDP)的資訊，但根據Core i9-9900K的TDP來到95W，這款特別版CPU的TDP很可能會更高。 同時，Intel也對於新一代消費級CPU ── Ice Lake，釋出了更多的資訊。這款Mobility CPU(NB用)，採用Intel 10nm製程(以匣極間距與電晶體密度衡量應稍優於台積電7nm製程)，將以限量發行的方式銷售，效能較上一代產品大幅提升，也優於AMD同樣功耗的產品Ryzen 3700U。 首先登場的是Ryzen 3700X，這款產品擁有8核心、16執行緒，基礎時脈3.6GHz、超頻時脈4.4GHz，不僅核心數低於市場預期之12核心，時脈頻率也上不去，驗證我們在「AMD 7nm樣品初步測試資訊」提出的擔憂，亦即台積電製程在拉高單核頻率方面並沒有優勢。但令人驚豔的是，這款產品的TDP竟然只有65W，超低的功耗，顯現台積電過去長期耕耘手機AP市場磨練出的製程優勢。 接著登場的是Ryzen 3800X，這款擁有8核心、16執行緒，基礎時脈3.8GHz、超頻時脈4.5GHz，再次顯現台積電製程在超頻時脈的劣勢。但相較上一代TDP同樣是105W的Ryzen 2700X，這款產品的效能平均提高15~30%，顯現台積電製程在低功耗的競爭優勢。 目前發表的Ryzen 3700X、Ryzen 3800X，競爭對手分別是Intel Core i7-9700K、Core i9-9900K，兩者在基礎時脈已不相上下，超頻時脈則是由Intel勝出，但AMD的產品擁有更低的TDP，亦即較低的功耗及發熱，實際運作的效能看起來是AMD稍優一些，且Ryzen 3700X定價329美元、Ryzen 3800X定價399美元，非常具吸引力。 最後登場的是本次的旗艦產品Ryzen 3900X。這款擁有12核心、24執行緒，基礎時脈3.8GHz、超頻時脈4.6GHz，缺點仍是在核心數較少、超頻時脈較低，但TDP只有105W非常亮眼。 在本次發表會後，我們對於AMD的表現憂喜參半，Desktop CPU ── Ryzen 3000X系列，對於注重C/P值、低功耗的消費者非常具有吸引力，由於Intel採用10nm製程的Desktop CPU —— Tiger Lake要等到2020年才會上市，AMD的新產品很有機會反攻市佔率。但在NB市場，Intel Ice Lake即將上市，要說服品牌、ODM廠採用Ryzen 3000U系列，恐怕沒那麼容易。而GPU市場，Radeon VII的成本結構遜於NVIDIA RTX 2000系列，且NVIDIA新一代採用台積電7nm製程的產品，已在醞釀當中，也不太容易取得競爭優勢。 至於最重要的伺服器市場，Eypc Rome雖擁有較低的TDP，但效能恐怕不夠好，且Intel將在2020上半年推出採用10nm製程的伺服器新平台，面對2019年美系雲端服務業者較疲弱的換機需求，以及中美貿易戰拖垮陸系雲端服務業者的投資意願，恐怕很難取得優勢。但由於基期非常低，只要多獲得1%的市佔率，都具有非常重大的意義。 總結以上，我們認為Ryzen 3000X系列的銷售成績，將是影響台積電下半年財測的關鍵，各位可以密切追蹤這項議題。