來簡單理解一下半導體材料、故障、可靠度分析服務公司,閎康。之前在這領域,宜特是龍頭公司。如今,以2023年營收為基準,閎康已經超越宜特,躍居亞太區半導體材料、故障、可靠度分析龍頭廠。所以,收費站型企業還是有投資風險。
閎康,目前主要服務項目係提供各產業新產品開發及量產品質率改善所需之可靠度測試(RA)、故障分析(FA)及材料分析(MA)服務。舉凡電子元件及材料相關的電性及物性檢測,經研發服務到智慧財產權服務、還原工程及第三者技術鑑定報告等,皆為閎康服務項。
閎康,以材料分析為核心競爭力,結合表面分析、故障分析、可靠度測試等分析領域,提供客戶專業的整合服務,藉由問題的分析、諮詢、解決與客戶形成長期夥伴的關係。服務對象半導體相關產業(IC 設計、製造、封裝測試),TFT-LCD, OLED, MEMS公司,材料供應商 (Si, GaAs wafers, Glass, Color Filters, PCB..),設備商,太陽能產業,RFID 產業,奈米材料及奈米元件,學校及研究單位。
閎康主要還是以服務半導體業為主。提供半導體產業之產品研發、製造及品質管理所需分析服務之獨立實驗室,主要業務為協助 IC 設計業對產品設計所發生問題進行分析驗證,並以IC 材料及結構等專業分析能力提供中下游 IC 製造與封裝測試等產業相關製程之問題分析,以提高產品良率及品質,故閎康屬半導體產業產品之服務業。
實驗室之分析業務依技術難度區分,依序為:1.材料分析(MA):技術層次最高;2.故障分析(FA):技術層次次之;3.可靠度測試(RT):技術層次再次之。
低階服務(可靠度測試)因設備投入金額不高及技術層次較低,進入障礙不高,較易面臨競爭者搶單之風險。而閎康進入低階服務(可靠度測試)的原因,在於提供客戶 total Solution service(one stop shopping 的銷售概念),由於故障分析與可靠度測試為 IC Design House 所必須之檢測分析,而可靠度測試後往往需要搭配較高技術層次的分析服務如材料分析與故障分析,進行測試後不良品的真因鑑定工作,所以提供自可靠度測試 => 故障分析 => 材料分析,這一連串技術整合的分析服務,正是閎康的核心競爭力。
故障分析及可靠度分析因須常與客戶溝通互動,故分析實驗室通常緊鄰銷貨客戶,以致該產業特性確有其在地性。另高額先進之分析設備投資亦為檢測分析之產業特性之一,因高額之設備投資不易於短期間內回收,營業額不易於短期內快速擴張,有一定之產業進入門檻,故在地域性及高額設備資本支出之產業特性下,檢測分析廠商易受到當地產業規模限制,營業額有一定限制,不會像製造業一樣龐大。 惟在材料分析領域因為閎康交期快(cycle time)、設備精良、與價格的競爭優勢,均優於當地之實驗室,將有利於海外市場的開拓,
以下為閎康業務:
A.材料分析
以往材料分析為學術研究機構及半導體廠內實驗室之研究服務項目。閎康之成立為國內第一家以材料分析為主之專業獨立實驗室。目前閎康國內外客戶群多達 8,500 多家,其中材料分析已成為國際領導廠商之一。
材料分析服務可以概分為結構分析(物性)與成份分析(化性)兩大類,主要服務項目及設備儀器為掃描式電子顯微鏡分析(SEM)、穿透式電子顯微鏡分析(TEM)、二次離子質譜儀(SIMS)及聚焦式離子束顯微鏡(FIB)等。
閎康提供的材料分析服務包含:1.試片製備,2.掃描式電子顯微鏡分析,3.穿透式電子顯微鏡分析,4.聚焦式離子束顯微鏡分析,5.二次離子質譜儀,6.X-光光電子能譜儀,7.光學干涉形貌儀,8.分析產品中材料結構。
B.故障分析
故障分析服務係包含對產品進行功能測試及靜電防護測試(ESD),若發現故障則進行聚焦式離子束顯微鏡(FIB)線路修補,或直接進行故障點定位分析,找到故障點後則進行標記,之後可分為兩個方向進行故障解析,平面式的逐層分析及用橫截面分析,並瞭解結構剖面的異狀。
故障分析所需的設備如:雷射光束電阻異常偵測(OBIRCH)、微光顯微鏡(EMMI)、超音波顯微鏡 (SAT)、X 光掃描機(X-ray)、靜電防護測試機(ESD)及聚焦式離子束顯微鏡 (FIB)等,其服務的對象主要是 IC 設計產業,提供 IC 線路除錯及功能驗證, 為產品開發工程階段所需的服務項目。
閎康提供的故障分析分析服務包含:1.去IC封裝,2.IC層次去除,3.X-光檢儀,4.超音波檢驗,5.光子顯微鏡,6.雷射光束電阻異常檢驗,7.被動式電壓對比法,8.電流電壓特性測試。
故障分析主要為提供晶圓代工、IC設計與封測產業,在產品開發工程與量產階段所最需要的服務項目,其市場規模與IC總產值息息相關。閎康近幾年努力耕耘海外市場,已於上海、廈門及深圳新設立營運據點以就近服務客戶,
C.可靠度測試分析
可靠度測試為電子產品在量產前所必須進行的信賴度、安全性及設計面的檢測,在測試領域當中又可區分為元件(device)可靠度、零組件(component)可靠度及系統端(system)可靠度測試。
閎康提供的可靠度測試分析服務包含:1.偏壓壽命試驗,2.高/低溫貯存試驗,3.溫濕度貯存試驗,4.溫濕度貯存偏壓試驗,5.溫濕度循環試驗,6.高溫水蒸氣壓力試驗,7.高加速老化壽命試驗,8.溫度衝擊試驗,9.溫度循環試驗,10.高/低溫壽命試驗,11.前處理測試,12.機械衝擊試驗,13.振動測試試驗,14.落下試驗試驗,15.鹽霧試驗,16.迴焊爐試驗,17.沾錫試驗,18.低溫偏壓壽命試驗,19.高溫逆向偏壓試驗,20.高溫閘極偏壓試驗,21.熱阻試驗,22.熱載子注入試驗,23.積分球量測,24.電源溫度循環試驗,25.溫度變化試驗,26.絕緣劣化評價試驗,27.導體電阻評價試驗,28.推/拉力試驗,29.彎曲試驗,30.高溫高濕逆向偏壓試驗
中國汽車市場規模已經達到接近3千萬輛水準,而車用電子的蓬勃發展預料也將帶來更多相關車用電子產品的可靠度驗證需求。預期將替閎康帶來另一波營收的成長。
全球半導體產業現況
未來半導體市場成長動能將仰賴AI與新能源車為主要成長動能。無論是 AI 晶片在雲端與終端的發展、半導體晶片在電動車與自動駕駛的滲透, 或節能訴求推動第三類半導體應用趨勢,全球半導體產業版圖將藉此持續加值、擴大。台灣半導體產業勢必加大佈局、耕耘中長期成長動能,才有機會開創新局、維持優勢。
半導體微小化
半導體工業由於元件尺寸微小化的趨勢已步入3奈米的世代,且因半導體積體電路內的元件及各連線結構均極其微細,這種微細複雜的結構特性往往會因材料界面與微結構的污染或缺陷而導致電性、物性及化性的急劇變化,例如微塵粒的污染造成微影、 蝕刻與鍍膜製程的失敗,MOS 元件閘極氧化層與矽晶基質界面的雜質污染或粗糙度偏高,離子佈植後的缺陷殘存,或是金屬導線的腐蝕及微結構異常,為了掌握與提升產品品質,監測分析電路元件的微區特性是極為重要的工作,許多材料微細結構的觀察都需要高解析度的影像品質, 以便確認異常發生的時機或探討故障的原因。
目前產業發展是朝向能量測分析電性、物性與化性更精準與高解析度的影像品質,以能加速微電子研發、改進產品良率與提升產品的可靠度。此外,新形態的材料分析或產品分析技術之進展將可為分析服務市場帶來新的成長動力,如更小的分析單位、更高階的顯像技術發展等將可滿足更多元的客戶需求。因此半導體元件朝微小化發展及更高階的顯像技術發展趨勢下,高階分析服務需求將大量應蘊而生。
閎康,是一家半導體材料、故障、可靠度分析服務公司,近5年ROE為17%,18%,19%,14%,9%。毛利率為35%,37%,36%,30%,27%。資產負債率為40%,49%,38%,33%,36%。銷售區域以台灣佔39.52%,亞洲(包含中國和日本)佔56.17%,美洲佔3.46%,歐洲佔0.85%。以2024年Q1為基礎,銷售對象以IC Design佔33%,Semiconductor Manufacturer佔30%,IC Testing & Packaging佔5%,LED/LD佔4%,Material Vendor佔3%,Academic Institution佔2%,Telecommunication佔1%,其它佔22%。目前,閎康為亞太半導體材料、故障、可靠度分析龍頭廠。
競爭
閎康主要服務項目為材料分析、故障分析及可靠度分析,在歐、美、日等國家從事這類業務單位多為學術研究單位或半導體大廠內之實驗室,惟國際間目前並無專門之研究市調機構統計市場資料及廠商佔有率。目前國內從事 IC 產品服務廠商並不多,主要有宜特,汎銓。
專業分析服務委外將漸成趨勢
整個半導體產業隨著製程技術進步,企業必須投入更多的設備、研發資本以保持競爭力,為求降低成本,專業分工成為最有效率之營運模式。尤以在 IC 電子產品製程愈來愈精密,產品功能愈複雜的趨勢下,次世代的分析設備所費不眥,資本密集度相當高。
因此愈來愈多 IC 設計公司採 Fabless 經營模式及半導體廠因成本及投資報酬率等考量,普遍落實資產輕量化的政策將投資經費花費在重要資本支出及研發上,而減少資本支出部分,轉向尋找以技術、專業及服務見長之獨立實驗室,以提供專業驗證分析服務將漸成趨勢。因此半導體工程服務廠商在整體半導體產業鏈中, 將扮演著愈來愈重要的角色,成為半導體廠商在研發過程中不可或缺的研發夥伴。
技術人員
分析技術人員的舞台,在獨立實驗室將比在產業界的 in-house 附屬實驗室來的寬廣,因為在獨立實驗室裡分析技術人員是主流,技術人員負責生產製造,是創造營收帶進利潤的團隊,所得到的舞台與受到的重視程度將超過產業界的 in-house 實驗室。在人員聘僱原則上,材料分析以材料、物理、化工等背景的人才為主,故障分析以電子、電機、化學等背景的人才為主,可靠度測試、ESD測試以IC測試、電子方面的人才為主,各有其專業領域的擅長,一般人員無法同時跨越多領域,多方面熟習。
分析服務行業特性
(1)資本密集
在IC電子產品製程愈來愈精密,產品功能愈複雜的趨勢下,需要資本密集以投入次世代的分析設備。
(2)地域性
因應高科技電子產品循環週期短的特性,為求研發效率以及加速產品即時上市(time-to-market),驗證分析多以貼近客戶提供全方位的24小時在地服務。
(3)技術品質
技術品質除了性能優良的設備與優良的分析樣品製備技術外、經驗豐富的工程人員更是成功不可或缺的一環。由於產品設計階段,樣品數稀少而珍貴,如何在有限的樣品數提供快速的分析服務找出設計的問題所在,才能具有競爭優勢。
未來
1.台灣持續聚焦先進製程客戶及先進封裝之研發服務。
2.日本持續拓增名古屋及熊本實驗室服務量能,並規劃日本第三及第四實驗室,以掌握日本半導體產業復興商機,協助客戶加速研發。
3.中國大陸持續深耕第三代半導體及當地半導體供應鏈自主化需求,滿足當地市場需求。
4.海外市場部分,將積極評估歐、美市場的潛力,持續進行海外實驗室拓點,以提供海外頂尖客戶即時有效優質服務,避開在台灣當地同業競爭之紅海市場,以全球布局規模及視野,與客戶深化研發共同成長,航向高獲利之國際藍海市場。
成長性
由於全球地緣政治因素,導致世界各國將半導體產業視為國防工業,積極推動半導體供應鏈在地化。而 AI 相關應用和高性能計算需求持續增長以及自駕技術及電動車市場驅動車用電子需求上升,進一步推動半導體先進製程技術競爭加速以及新半導體材料應用及封裝堆疊技術的不斷創新,因而在可預見的未來,半導體產業將持續加大研發投入,並將帶動材料分析、故障分析及可靠度分析各領域之檢測市場需求持續高速成長。
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