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。

根據SEMI最新報告，受惠車用MOSFET、IGBT需求暢旺，以及第三代半導體材料氮化鎵(GaN)、碳化矽(SiC)即將成為未來主流，預估2017~2022年，全球將興建16座功率及化合物半導體晶圓廠，每月投片量增加120萬片8吋約當晶圓(詳見【圖一】)。此外，英飛凌(Infenion)、恩智浦(NXP)......等IDM業者，在產能吃緊的情況下，為提高廠房使用效率，將會把晶圓薄化製程大量委外代工，帶給相關供應鏈成長契機。 【圖一】全球八吋晶圓廠產能 繼台積電宣布睽違15年再度擴增8吋產能後(詳見「台積電擴建八吋廠，瞄準車用市場商機」獨家產業報告)，聯電、世界先進、中芯也相繼公布2019年資本支出計畫，且不約而同將8吋廠列為擴產重點項目之一。 聯電董事會近期通過資本預算執行案，將投資274億元，擴增蘇州和艦8吋產能1~2萬片，以及台灣8吋產能去瓶頸，並擴增廈門聯芯12吋產能，從1.7萬片提高至2.5萬片。 世界先進規劃2019年投入資本支出36~38億元，較2018年資本支出21億元大幅增加，公司預計擴增月產能2.5~3.0萬片，佔目前月產能20.6萬片的12~15%，並在2019年中旬正式量產GaN-on-SiC。 相對於晶圓代工業者樂觀看待車用、功率元件市場需求，積極擴增8吋產能，封測廠則是態度保守，例如主要承接車用、通訊MCU訂單的欣銓，近期在法說會上表示，因半導體庫存水位偏高，導致2018Q3以來訂單能見度不佳，且中美貿易戰也影響客戶下單信心，根據晶圓代工客戶產能調整狀況判斷，預期半導體產業景氣最快要到2019Q2才有機會回溫，車用MCU在連續兩年成長後，在2019年將出現小幅修正，故2019年資本支出將從30億元下修至16~17億元，顯示經營層對明年景氣持保守看法。 而在前述提及的晶圓薄化製程，國內相關企業包括茂矽、精材、宜特、頎邦、昇陽半導體......等，各家廠商近況如下： 1. 茂矽：以6吋製程為主，2018年產線剛建置完畢，進行風險性試產，規模不大。 2. 精材：以8吋製程為主，產品主要是CMOS Sensor，少部份MOSFET是承接台積電訂單，月產能約1~2萬片。 3. 宜特：以8吋製程為主，2018年正式投產，主要客戶為世界先進，月產能約2~3萬片，經營策略朝向整合後段製程一站式服務。目前良率有待改善，且擴產幅度過大，初期產能利用率偏低的情況下，恐難以攤平折舊費用。 4. 頎邦：以8吋製程為主，供應自家使用，部份訂單會委外昇陽半導體。 5. 昇陽半導體：以8吋製程為主，產品主要是MOSFET，客戶主要是歐美IDM廠商，月產能約8萬片，居國內最大，2019年將受惠Infenion、NXP持續擴大委外訂單量，營收可望維持double-digit成長幅度。 然而，台系晶圓薄化業者的訂單，主要是國際IDM大廠釋出的低階訂單，這些訂單的製程難度相對於晶圓製程來說並不高。雖然我們看好8吋晶圓代工產能吃緊，以及車用、功率元件需求強勁，有助台系晶圓薄化業者營收持續成長，但對於製程難度低、技術護城河不深的產業，在評價上我們會抱持較謹慎的態度。

本篇為2019年1月16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」。 我們曾在2018年10月底舉辦「2019年電子終端產品趨勢」講座，提出對2019年Smart Phone設計趨勢的看法，本篇文章主要是更新Smart Phone產業趨勢的相關資訊，內容包括出貨量展望、屏下指紋辨識、光學鏡頭、折疊式手機、5G。 1. 出貨量展望 定錨預估，2018年全球Smart Phone出貨量僅14.57億支，YoY -2.6%，較前次預估值15.03億支大幅下修，主要是中國市場需求疲弱，品牌業者面臨庫存調整，尤其以Vivo調整幅度最大。在主要品牌業者之中，以華為、小米成長動能較強，Samsung、Apple、Oppo、Vivo則呈現衰退(詳見【圖一】、【圖二】)；此外，二線品牌業者在2018年接連傳出財務危機，出貨量持續大幅下滑，導致市場結構趨於寡佔。 【圖一】全球Smart Phone出貨量 【圖二】全球Smart Phone主要品牌市佔率 領導品牌Apple出貨量持續下滑，在2018年出貨量僅達2.06億支，低於前次預估值2.15億支，反映iPhone XR銷售動能不如預期。定錨認為，除iPhone XR創新不足、定價過高之外，中美貿易戰激發中國消費者民族情緒，進而購買華為手機、抵制iPhone，可能是Apple在大中華市場銷售成績不如預期的主因。 展望2019Q1，iPhone在中國市場銷售表現持續疲弱，陸系品牌華為、小米、Oppo新機將會提前上市，彌補iPhone的銷售缺口。此外，中國4G滲透率已達100%，過去以中國市場驅動成長的Oppo、Vivo將面臨成長瓶頸。市場預期，在陸系品牌業者之中，華為、小米成長動能將優於同業，Oppo出貨量將小幅下滑，Vivo則因庫存問題較為嚴重，沒有讓新機提前上市的計畫，出貨量恐持續衰退。 值得一提的是，2019年華為手機出貨量將達2.25億支，YoY +11%，首度超越Apple，躍居全球第二，僅次於Samsung。 由於iPhone XR庫存問題相當嚴重，供應鏈在2019Q1恐面臨沉重的砍價壓力，預期砍價幅度將落在15~20%，預期組裝廠、零組件廠在未來一季，營收、毛利率都會持續創新低。儘管客戶結構較分散的零組件廠，可望接獲華為、小米的急單，稍微彌補Apple訂單下滑的缺口，但陸系品牌手機定價普遍較低，通常採用較低規格的零組件，故Apple市佔率下滑、陸系品牌崛起，對零組件業者來說絕非利多。 2. 屏下指紋辨識 在Samsung及陸系品牌積極導入下，維持預估2019年屏下指紋辨識IC出貨量1.90億顆，包括超音波式0.35億顆、光學式1.55億顆(詳見【圖三】、【圖四】)。 【圖三】指紋辨識IC出貨量 【圖四】屏下指紋辨識滲透率 超聲波式屏下指紋辨識模組單價，約落在12~15美元，遠高於光學式屏下指紋辨識模組5~6美元，預期只有Samsung Galaxy S系列會採用。超聲波式屏下指紋辨識主要採用Qualcomm解決方案，模組貼合代工廠為GIS-KY、歐菲光。其中，GIS-KY因貼合良率較佳，取得較多的訂單分配，儘管iPhone XR出貨量面臨下修，2018年12月營收仍維持強勁成長，與TPK-KY分道揚鑣，驗證我們在前次講座提出的觀點。 光學式屏下指紋辨識，因成本較為便宜，將成為市場主流，陸系業者匯頂、思立微，台系業者神盾、敦泰，較具產業代表性。其中，神盾將獨家取得Samsung Galaxy A系列訂單，並取得陸系品牌部份訂單，預估2019年光學式屏下指紋辨識IC出貨量5,000~5,500萬顆，僅次於匯頂。產品ASP在2019Q1將維持在4.0~4.5美元，並在2019Q4思立微、敦泰加入競爭後開始跌價，2019Q4將滑落至3.0~3.5美元，全年平均ASP約在3.5~4.0美元。 值得留意的是，近期傳出Samsung Galaxy S10有意放棄Qualcomm解決方案，轉單神盾。若是如此，神盾出貨量將大幅上修，但也不排除這是Samsung逼迫Qualcomm降價的兩手策略。 此外，光學鏡頭業者也是屏下指紋辨識趨勢的受惠者，每片模組都會搭載一顆2P或3P鏡頭，目前神盾、匯頂主要採用新鉅科的鏡頭，少量採用大立光的鏡頭，未來台系業者玉晶光，陸系業者舜宇、丘鈦，都有機會切入供應鏈。儘管2P、3P鏡頭單價遠低於5P、6P的攝像鏡頭，利潤也較差，但對於業者來說仍不無小補。 3. 鏡頭模組 預期Samsung在2019年新機鏡頭模組規格會有較大幅度的升級，搭載三鏡頭、雙鏡頭的手機出貨量，將分別達到8,000萬支、2億支，鏡頭需求量增加80%。而2019年iPhone新機鏡頭模組規格，市場看法較為分歧，有些認為會在兩款OLED機種搭載三鏡頭，有些認為全部都不會搭載三鏡頭；定錨認為，應會有一款最高階機種搭載三鏡頭，另外兩款搭載雙鏡頭。 由於Samsung在新機鏡頭模組規格採取更大幅度的升級，以及iPhone在最高階機種導入三鏡頭，預期三鏡頭手機滲透率將達13.9%，較前次預估值7.0%大幅上修。 【圖五】雙鏡頭、三鏡頭手機滲透率 目前已確定Samsung Galaxy S10將採用黑鏡頭，應該是由大立光供應，但還不確定Samsung是否會在中階機種也採用大立光的鏡頭。若大立光順利切入Samsung中階機種供應鏈，則在客戶端供貨比重大幅提升，2019年財測有上修空間。(註：2019年1月11日更新「大立光(3008)：法說會報告」之財測，是以大立光並未切入Samsung中階機種作為假設基礎。) 另外，要留意三鏡頭模組並不需要全部採用高階6P、7P鏡頭，在成本考量下，更有可能是高階、低階鏡頭搭配使用，所以二線鏡頭廠，包括台系業者玉晶光，陸系業者舜宇......等，也都有機會接到訂單。 4. 折疊式手機 維持先前看法，折疊式手機不會在2019年成為市場主流，原因是Fodable OLED螢幕ASP是一般OLED螢幕的兩倍，再加上其他零組件的成本，每支手機材料成本(BOM Cost)要增加100~120美元，產品定價會相當考驗消費者的接受度。 預期2019年只有Samsung會有較大規模量產折疊式手機，軸承由新日興供應，出貨規模則視消費者對定價的接受度而定。而TPK-KY也積極爭取奈米銀技術在折疊式手機上的應用，惟出貨規模不大，短期內業績貢獻度不明顯。 【圖六】折疊式手機出貨量及滲透率 5. 5G手機 由於目前Qualcomm、MTK都只有推出5G Modem晶片，尚未推出整合AP+Baseband的SoC，再加上5G手機前端模組價值大幅提高，初期材料成本(BOM Cost)較高階4G手機增加約100美元，終端售價應會高達1,000美元以上。此外，電信業者在2019年推出5G服務，都是在特定城市試營運，而非大規模商用化，對多數消費者來說感受度不高。故定錨認為，2019年5G手機出貨規模僅在數百萬支，無法引發換機潮。 值得留意的是，Qualcomm與TDK合資子公司，推出RF-360前端射頻模組，將掀起市場結構劇烈改變。Qualcomm RF-360將搭配自家SoC包裹出貨，並給予客戶價格折讓，且能提高Baseband與前端射頻模組的相容性，縮小模組尺寸，非常具有吸引力。尤其2019年推出的5G手機，幾乎都是採用Qualcomm Snapdragon X50 Modem，搭配Qualcomm RF-360前端射頻模組的機率非常高，將對傳統射頻業者造成壓力。 目前看來，Qualcomm將在2019年底前推出全球首款5G SoC，整合AP+Baseband，競爭力進一步強化，預期在2020年Intel推出XMM 8160以前，Qualcomm 5G解決方案沒有競爭對手。 Qualcomm RF-360前端射頻模組，內建整合SAW Filter、BAW Filter的六工器，以及基於砷化鎵(GaAs)製程的PAMiD模組，代工廠為穩懋。因此，儘管在4G時代憑藉FBAR濾波器技術，獨佔高頻PA市場的Broadcom，在5G時代可能會失去優勢，但受惠Qualcomm新訂單的挹注，穩懋營運不致於受到衝擊。

據傳，聯發科新一代5G旗艦晶片 ── 天璣2000，即將在2021Q3季末完成送樣，並在2021年底前導入量產並少量出貨，時程與高通(Qualcomm)新一代5G旗艦晶片 ── Snapdragon 898相近，意味著兩大手機晶片公司即將在2022上半年展開正面對決。 根據市調機構數據，聯發科已經連續四季蟬聯全球智慧型手機AP/SoC市佔率霸主，不僅中高階晶片、主流規格晶片獲得陸系品牌業者採用，搭上5G手機滲透率提高，產品走向平價化的趨勢，高階晶片 ── 天璣1200，也獲得陸系品牌業者搭載於旗艦機種，與Qualcomm Snapdragon 888分庭抗禮。 【圖一】全球智慧型手機AP/SoC市佔率 (備註：由於聯發科、Samsung、Qualcomm通常採用SoC的設計，整合AP及Modem，但iPhone是採用AP、Modem分離式設計，採用自製的A系列AP，搭配Qualcomm的Modem晶片，如果以Modem晶片為計算基礎，而非AP/SoC，則Qualcomm的市佔率仍位居全球第一。) 近期市場傳言，天璣2000晶片是以ARMv9指令集為基礎的8核心處理器，內含1顆超大核Cortex-X2、3顆大核Cortex-A710、4顆小核Cortex-A510，效能將超越以ARMv8指令集為基礎的Snapdragon 888，與Snapdragon 898正面對決。這種「1超大核+3大核+4小核」的設計架構，最有可能發生的問題，是「1人努力、7人圍觀」，所以要如何妥善分配運算工作給8顆核心，發揮最大效能，就要看聯發科研發團隊的產品優化能力，這個可以觀察首發機種的實際效能狀況來判斷。 聯發科旗艦晶片過去較令人詬病的，是內建的影像處理晶片(ISP)效能不夠好，使得在攝像及攝影能力落後競爭對手，而攝像及攝影又是消費者相當注重的功能之一。在過去一段時間，一直有「高規低就」的問題，也就是聯發科定位為高階的產品，被客戶認定不夠高階，只願意搭載於中高階機種，這當然就會面臨更嚴苛的預算限制，甚至會被要求推出閹割版本。 但近期陸系手機業者的發展趨勢，開始走向外掛獨立ISP晶片，例如Vivo日前推出自家研發的獨立ISP晶片 ── V1，小米、Oppo也有相關計畫。據了解，Vivo近期發表的X70系列，部份版本已外掛這顆獨立ISP晶片，主要是採用Samsung Exynos 1080處理器的中國版本，國際版則不會搭載這顆晶片。這項趨勢符合中國政府推動半導體自製的政策目標，也能從較簡單的領域開始累積自身的晶片研發能力，畢竟要無中生有切入手機SoC開發的難度實在太高；另一方面，如果未來採用聯發科處理器的手機也外掛這顆獨立ISP晶片，也有可能會解決聯發科內建的ISP效能不夠好的問題，實際狀況還要再觀察未來的規格設計。 當然，聯發科對於這項風險也是有備而來，據傳2021年底聯發科即將推出的旗艦晶片，除了以台積電4nm製程投片的「天璣2000」之外，還有以台積電5nm製程投片的「天璣2000L」(暫名)，也就是閹割版本，在第一時間滿足有可能遇到的「高規低就」問題。 值得期待的是，由於Qualcomm Snapdragon 898可能會在Samsung 4nm製程投片，只有2022年即將搭載於iPhone 14的Snapdragon 895+ Modem晶片會在台積電4nm製程投片，所以Qualcomm Snapdragon 898有可能再度面臨容易發燙的問題，這就會是聯發科在高階市場持續拓展市佔率的好機會。