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。

Apple與Qualcomm的專利訴訟案打得火熱，並拉攏Intel供應手機Modem晶片，市場也開始臆測，聯發科是否有機會切入iPhone供應鏈？定錨獨家為您分析。 《經濟日報》於2017年11月28日報導「聯發科搶進蘋果鏈 有譜」一文，分析過聯發科切入Apple供應鏈，存在四種可能性：手機Modem晶片、Modem技術IP授權、Wi-Fi ASIC、HomePod晶片。本文就以這四個項目，分別探討聯發科的競爭力，以及切入Apple供應鏈的可能性。 1. 手機Modem晶片 手機晶片主要分為應用晶片(Application Processor, AP)及基頻晶片(Baseband Processor, BP)，前者主要負責手機內部應用程式的運算，後者主要負責手機與外界傳輸的處理，例如3G/4G、Wi-Fi......等。 在Qualcomm、聯發科的解決方案中，通常會把這兩部份整合成一顆SoC，但Apple但因缺乏Modem關鍵技術，儘管iPhone採用的AP晶片皆為自行設計，例如A11 Bionic，但BP晶片仍需向擁有Modem關鍵技術的廠商，如Qualcomm、Intel額外採購。 Apple在2017年推出之iPhone 8/8+、iPhone X，Modem晶片由Qualcomm、Intel分食，其中，Qualcomm版本採用Snapdragon X16 Modem晶片，支援Cat. 13/16 (Uplink/Downlink)規格；Intel版本採用XMM7480 Modem晶片，支援Cat. 12/13規格。 外界認為，此舉表明Apple有意降低對Qualcomm的依賴程度，也顯示Intel併購威睿電通及Infineon後，技術實力大增，近期更領先推出全球首款支援Cat. 19規格的Modem晶片XMM 7660，領先Qualcomm支援Cat. 18規格的最新產品Snapdragon X20。 然而，聯發科Modem技術大幅落後Qualcomm、Intel，目前主流產品Helio P23僅支援Cat. 7，Helio P30僅支援Cat. 7/13，預期要到2018H1推出的新款高階產品，才會支援Cat. 12/13，亦即採用聯發顆晶片的手機，網路傳輸速度將會較慢。 觀察Apple過去晶片採購策略，曾採用TSMC、Samsung雙供應商策略，但後續面臨消費者質疑不同版本的iPhone，功耗及效能存在差異，之後Apple就改採單一供應商策略。 此舉顯示，Apple在晶片採購策略，仍是以技術領先及供貨穩定為首要考量，不太可能自廢武功，遷就Modem技術實力較差的聯發科，故推測聯發科Modem晶片切入新款iPhone供應鏈的機率不大，但有可能取代Qualcomm供貨Modem規格較低的舊款iPhone。 2. Modem技術IP授權 主要是看上聯發科為全球「唯三」具備CDMA技術的公司。聯發科在CDMA 2000技術的關鍵專利，主要是來自威睿的授權，僅有少部份為自主研發。 然而，當年威盛集團採取「一魚兩吃」的策略，先是把威睿的CDMA 2000技術關鍵專利授權給聯發科，進行數十款CDMA晶片開發，後來再把這些專利轉賣給Intel。 也就是說，儘管聯發科有權使用這些CDMA 2000技術關鍵專利開發晶片，但這些關鍵專利目前已屬於Intel的資產，且Apple找聯發科尋求CDMA 2000技術專利授權，也只有短期的經濟效益，故發生機率也不高。 如果確實發生，雖然IP授權金對營收的貢獻度不顯著，但毛利率是相當不錯的，有助聯發科經營層達成毛利率逐季回溫的目標。 3. Wi-Fi ASIC 目前Apple採用Broadcom供應之Wi-Fi晶片，隨著Wi-Fi主流規格將從802.11ac轉進802.11ax，Broadcom也在2017年推出支援802.11ax規格的Wi-Fi晶片。 聯發科也積極佈局802.11ax規格的Wi-Fi晶片，預期產品推出時程不會落後Broadcom太多，未來Apple確實有可能在降低成本的考量下，將部份產品線的Wi-Fi晶片轉單聯發科，例如平價版HomePod，這部份我們留在下一段落解說。 4. HomePod晶片 目前智慧音箱市場由Amazon主導，市佔率高達70~80%，其次為Google，市佔率約20~30%，兩者都採用聯發科提供的智慧語音晶片，亦即聯發科目前在智慧音箱晶片市場居領先地位。 此外，智慧音箱市場兩大巨頭Amazon、Google，近期價格競爭非常激烈，站在Qualcomm的立場，全球智慧音箱年出貨量僅3,000~4,000萬台，且平均售價遠低於手機，市場規模不大，利潤又不好，應該不會想加入競爭，故聯發科獨大的地位在短期內非常穩固。 儘管智慧語音晶片是聯發科具市場主導地位，也是最有機會切入Apple供應鏈的產品，但參考Apple過去產品設計，主晶片多為自行設計，Wi-Fi晶片多採用Broadcom的解決方案。 因此，我們認為聯發科切入2018年版本的HomePod機率不高，除非未來Apple為抵抗Amazon與Google的價格競爭，推出平價版的HomePod，在降低成本的考量下，才有可能採用聯發科的Wi-Fi晶片。 綜合以上分析，定錨研究團隊對於聯發科切入iPhone供應鏈一事，持保守看法，各位讀者應慎思明辨，在閱讀多方不同觀點的資訊後，審慎做出判斷。

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。

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。