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，可想而知，未來5G手機Modem晶片，必須整合4G、5G Sub-6GHz、毫米波頻段，並容許手機在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，支援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 PAMiD。此外，因應5G基地台對於功率的要求大幅提高，PA材料將從砷化鎵轉為氮化鎵，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。

儘管TDDI因單價低於Small DDI及Touch IC的總和，具成本優勢，獲得手機品牌業者積極導入，有利實現窄邊框設計的COF封裝在TDDI滲透率也持續提高。根據封測業者透露，COF封裝在TDDI滲透率，於2018年底達20%，預期2019年底將提升至30~35%，同時封測業者也高喊TDDI測試時間為傳統Small DDI的2倍，COF封裝BOM Cost為傳統COG封裝的2~3倍，有助營收成長動能增溫。(相關文章請參考「COF、TDDI需求爆發，封測廠營運增溫」) 但由於上游COF Tape業者多年未擴產，在TDDI對COF封裝需求大增的情況下，面臨材料供應短缺的問題；而封測業者也面臨TDDI測試產能、COF封裝產能不足，只能趕緊擴產，以滿足客戶需求。因此，IC設計業者開始思考繞過COF封裝，又能實現窄邊框設計的替代方案，包括在HD+規格的雙閘(Dual Gate)設計，以及在FHD+規格的MUX6設計。 根據定錨研調，敦泰將在2019下半年推出兩款TDDI新產品，就是採前述兩項設計及COG封裝，不僅能繞過COF Tape缺料的問題，在成本結構上也更具優勢，同時彌補COG封裝邊框尺寸較寬的缺點。公司宣稱，這兩款新產品將在2019下半年獲得客戶採用，上修2019年TDDI出貨量至1.5億顆，幾乎較2018年出貨量8,500萬顆倍增，亦高於市場共識1.1~1.2億顆。 但我們認為，COF Tape缺料問題並沒有想像中嚴重，由於閘極驅動電路基板(GOA)技術的成熟，大尺寸面板採用Large DDI數量減少，將釋出大量COF Tape產能，預期業者會將這些產能調整後，轉作Small DDI所需的Fine-pitch COF Tape。此外，台系COF業者，包括易華電、頎邦，今年也將持續擴充產能，以滿足客戶需求，預期2019Q3之後COF Tape缺料問題會獲得緩解。 另外，在FHD+規格採用COG封裝的TDDI，儘管導入MUX6設計縮減封裝尺寸，有利實現窄邊框設計，但表現應該還是落後於採用COF封裝的TDDI，勢必成為手機品牌業者考量的重點之一，預期敦泰在FHD+規格TDDI不會獲得重大戰果。而根據LTPS面板持續取代a-Si面板的趨勢來看，我們認為HD+規格的小尺寸面板市場正在萎縮，尤其在手機品牌業者持續提高螢幕畫質的趨勢下，更不利敦泰HD+規格TDDI的市佔率提升，故我們預估敦泰2019年TDDI出貨量目標1.5億顆非常有挑戰，實際出貨量應會落在1.2~1.3億顆(詳見【圖一】)。 【圖一】全球TDDI出貨量預估 儘管TDDI在智慧型手機市場滲透率僅28.5%，預期2019年將提升至35.5%，但因AMOLED滲透率提高，限制TDDI的發展空間，預期2019下半年以後，面板驅動IC業者的新戰場將轉移至AMOLED DDI。此外，COF Tape缺料及封測產能不足的問題，有機會在2019Q3獲得緩解，亦即市場對相關族群股價的想像空間，將在2019Q2~Q3達到高峰，投資人應特別留意評價高估的風險。 不過，因為AMOLED DDI的單價為TDDI的2~3倍，所以我們不認為TDDI滲透率成長趨緩後，面板驅動IC業者將失去成長動能，而是市場關注的焦點會從TDDI轉移到AMOLED DDI，各家業者在AMOLED DDI的佈局進度也顯得更重要。目前來看，聯詠在AMOLED DDI佈局進度持續領先同業，預期2019Q1將開始少量出貨，單季出貨量將達500萬顆，並可望逐季成長。然而，COF Tape業者，恐無法搭上AMOLED DDI的成長列車，在2019Q3缺料問題獲得緩解後，光環有可能會開始褪色。 【圖二】TDDI、TFT-LCD、AMOLED滲透率 【小辭典】 1. Small/Large DDI：小尺寸/大尺寸顯示驅動IC，主要功能是輸出需要的電壓至像素，控制液晶分子的扭轉程度，達成LCD面板的顯示功能。Small DDI通常應用在手機、車載......等小尺寸面板上，Large DDI則應用在TV、戶外顯示屏......等大尺寸面板上。 2. COF封裝：Chip on Film Package，LCD驅動IC封裝型態的一種，因需要使用軟性基板(COF Tape)，材料成本較高，過去多用在大尺寸面板上，如窄邊框TV。但近年智慧型手機也走向窄邊框趨勢，小尺寸LCD驅動IC採用COF封裝的比例逐漸提高。 3. COG封裝：Chip on Glass，LCD驅動IC封裝型態的一種，由於是直接將裸晶(Die)封裝在玻璃基板上，可省去許多材料成本，但採用此技術最大的缺點，是只要有一顆IC處理不當，就會造成整片面板報廢，在良率不理想的情況下導入大尺寸面板的風險很高，因此過去多應用在智慧型手機。 4. TDDI：Touch and Display Driver Integration，將觸控IC與顯示驅動IC整合成單顆SoC，由於單價低於觸控IC及顯示驅動IC的總和，能協助客戶降低成本，故在2017~2019年滲透率大幅提高。系統單晶片(SoC)與系統級封裝(SiP)的主要差異，在於SoC是透過電路設計的方式整合兩顆以上的IC，最終產品是真正的「一顆」；而SiP是透過封裝的方式，將多顆IC整合在同一個模組內，彼此之間並沒有整合。 2019/4/2更新 今日南茂公告處分易華電股票9,100張，南茂原持有易華電股票19,100張，本次處分後剩餘10,000張。南茂在此時處分易華電股票，也令人懷疑，身為COF Tape的大客戶，是否看到產業上游有雜音出現？ 近期產業研究機構TrendForce認為，儘管頎邦、易華電皆有擴產計畫，韓系業者LGIT、Stemco也透過製程優化提升產能，但受限於上游FCCL供給吃緊，COF Tape供給缺口要到2020年才有機會緩解(詳見連結)；我們則維持原先看法，認為COF Tape供給缺口將在2019Q3開始收斂，但市場對於相關族群的評價，可能會因為南茂處分易華電股票，提前於近期達到高峰。 2019/4/12更新 近期走訪供應鏈得知，敦泰主打的MUX6技術，可用一般規格的COF Tape(TV用)，不需要Fine-pitch COF Tape(手機用)，並且也可以用COG封裝，每顆成本可較COF封裝省下約1美元，缺點是邊框會比較粗一點(還是足夠實現全螢幕)，以及比較耗電。 我們調整原先看法，未來敦泰主打的MUX6有機會在TDDI市場反攻市佔率，尤其全屏手機滲透率較高的華為，在節省成本的誘因下，應會較積極導入。敦泰首款MUX6 TDDI，最快要到2019Q3季末才能量產，預期2019年出貨量低於500萬顆，貢獻度不大，惟須留意2020年COF封裝趨勢走緩的可能性。 然而，因聯詠採用聯電80nm的成本結構非常好，對COF封裝材料的掌握度也很高，我們認為敦泰市佔率提升不會影響到聯詠，而是影響到Synaptics，尤其後者還有2020年iPhone可能捨棄LCD面板的疑慮。(現行LCD版本iPhone的TDDI供應商為Synaptics，封測訂單下在頎邦，未來定錨會持續關注2020年iPhone是否會捨棄LCD面板。) 此外，隨著陸系手機品牌持續導入OLED面板，對OLED DDI需求持續成長，且單顆報價為TDDI的2~3倍，可望成為驅動IC設計業者新一波成長動能。

先前我們曾引用研究機構預估，2020Q3面板報價上漲30~40%，2020Q4持續上漲10~15%，2021Q1持平至微幅上漲(詳見2020年6月29日發佈「大尺寸面板報價止跌，TV去庫存近尾聲」)；但實際上，面板報價走勢比預期中更強勁，以55吋TV面板為例，2020Q4漲幅達17.4%，2021Q1至今為止漲幅已達12.6%(詳見【圖一】)，且預計2021Q2將維持漲價趨勢，同時Monitor、NB面板也持續漲價(詳見【圖二】、【圖三】)。 【圖一】55吋TV面板報價走勢 【圖二】23.6吋Monitor面板報價走勢 【圖三】14吋Monitor面板報價走勢 原先認為，韓系業者退出市場，導致面板供需結構獲得改善，將帶動報價上漲；實際上，看到面板報價漲勢凶猛，韓系業者不斷延後退場時間表(參考新聞)，卻沒有影響面板報價持續上漲的趨勢，主要原因是關鍵零組件缺料、交期一再延長，尤其是玻璃基板、偏光板、顯示驅動晶片(DDI)，導致面板業者出貨量受到限制，限縮供給面。因此，定錨認為，這波面板報價上漲的循環，須觀察關鍵零組件的缺料問題，來判斷趨勢何時會結束。 2020年底以來，全球前三大玻璃基板供應商 ── 康寧(Corning)、日本電氣硝子(NEG)、日本旭硝子(AGC)陸續傳出設備故障、停電熔爐、爆炸......等意外，需要3~6個月時間檢修復工，嚴重影響2021上半年玻璃基板的供給。然研調機構預估，隨著玻璃基板供應商產能逐漸恢復正常，最快在2021下半年，玻璃基板供給吃緊的情況可望獲得緩解。 【圖四】全球玻璃基板供需結構預估 偏光板市場過去由日、韓業者主導，前三大供應商分別是LG Chemical、日東(Nitto)、住友(Sumitomo)，台系明基材、誠美材緊追在後。2020年陸資杉杉集團向LG Chemical收購旗下偏光板事業，躍居全球龍頭，且誠美材在前次昆山廠增資案中失利，正式失去主導權，偏光板市場結構轉變，陸系業者合計市佔率突破40%。受到杉杉集團與LG Chemical的交易案影響，LG Chemical的擴產計畫一再遞延，導致2021年全球偏光板供給端幾乎沒有新增產能，但2021下半年陸商盛波光電新產能即將投產，且杉杉集團完成收購後，也有意將處於停產狀態的韓國廠產能搬往中國境內恢復生產，可望緩解供給吃緊的問題。 目前看起來，供給問題較難解決的還是在顯示驅動晶片，除了聯詠、天鈺有集團產能支援以外，其餘業者都很難獲得充足的產能供應，甚至因晶圓代工業者配合政府政策優先供應車用晶片客戶，原本已經非常吃緊的產能又被砍單。值得留意的是，力晶集團旗下的晶合集成蘇州新廠投產時間遞延至2021Q2，經過1~2個季度的產能爬坡(ramp up)階段，預期2021Q4進入穩定量產，屆時有可能緩解顯示驅動晶片產能吃緊的問題。 總結來說，定錨認為，面板報價在2021Q2將延續漲勢，幅度達10~15%；2021Q3漲勢可能會稍微趨緩，幅度達single-digit；2021Q4能否持續漲價，或是面臨景氣反轉，須觀察顯示驅動晶片的供給狀況，以及面板廠本身的庫存水位。   2021/5/24更新 Witsview公告2021年5月面板報價，TV面板平均漲幅約2.2~4.8%，Monitor面板平均漲幅約3.3~6.5%，NB面板平均漲幅約5.2~7.1%。定錨預估，2021Q2平均漲幅從10~15%上修至15~20%，反映2021年4、5月報價漲幅優於預期。 近期康寧位於武漢的G10.5玻璃基板廠已完工，就近供應京東方G10.5面板廠所需，而位於廣州的玻璃基板新廠也可望在2021年9月開始投產，就近供應夏普(Sharp)廣州廠所需，玻璃基板缺料情況可望大幅改善。儘管顯示驅動晶片(DDI)供給仍舊吃緊，但2021下半年可望獲得初步緩解，有利面板廠在2021下半年出貨量提升。 中國面板廠雖沒有繼續建造新廠房，但仍在既有廠房中擴充產線(參考新聞)，這些新增產能佔全球面板總產能約11%，將在2021下半年開始陸續開出，並在2022~2023年達到擴產高峰。 先前在本篇報告中提到，2021下半年面板報價有可能反轉，這項觀點至今沒有改變，且2022年報價持續下跌的機率較高。台系面板廠友達、群創，在2021Q2~Q3業績將維持高檔，但2021Q4業績有可能價跌、量增，2022年業績有衰退風險。   2021/6/8更新 Witsview公告2021年6月上旬面板報價，32吋、43吋TV面板報價相較2021年5月下旬持平，其餘尺寸報價漲幅也有趨緩跡象(參考新聞)。定錨研究團隊於2021年3月13日首次發佈本篇報告時，指出面板報價在2021Q2維持漲勢，2021Q3漲幅收斂至single-digit，且2021Q4景氣不明朗，目前為止，面板報價的趨勢與我們的觀點大致相符。 由於歐美即將解封，不利TV需求，「遠端工作/學習」對Commercial NB、Chromebook的需求刺激也已到頂點，且2021下半年開始陸系面板廠新產能陸續開出，顯示驅動晶片(DDI)也可望在2021下半年獲得更多的產能，不利面板供需結構，故我們對面板產業景氣維持較保守的看法。 但面板廠上半年獲利非常亮眼，就算面板報價在2021Q4開始反轉下跌，目前的報價也是遠高於2016~2020年的區間，不會立即陷入虧損，股價可能還是會有一定的支撐力道。然而，法人通常不喜歡前景不佳的產業，對於獲利有衰退疑慮的公司，不會給予太積極的評價，因此不論用本益比或股價淨值比評價，都要多加斟酌。

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。