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2024年9月26日

CPU/GPU均熱片、LED導線架公司,健策(3653.TW)

來簡單理解一下CPU/GPU均熱片、LED導線架公司,健策。


健策,主要產品為均熱片、車用水冷散熱模組、LED 導線架、伺服器連接扣件(ILM).....等等,為國內最大之均熱片供應商,且為國際間具競爭力之專業廠商。公司提供客戶從專業模具及沖壓,表面處理/金屬埋入成型/組裝等相關垂直製程。


均熱片是封裝業不可或缺的電子材料零組件。其中,晶片最熱之地方在其CPU/GPU,故如何將晶片所產生之熱源能平均分散且快速散熱,便是現階段均熱片越趨精密並與半導體緊密結合而成功應用於半導體產業之關鍵因素所在。


健策不斷開發出能有效應用於 CPU 及 GPU 散熱之均熱片,而成功打入半導體市場,使其產品能與產業鏈中半導體大廠進行有效的合作,培養出與全世界半導體領導廠商唇齒相依之關係。


有鑑於伺服器、AI 等應用需求強勁,客戶不斷推出新品,如 AMD 及 Intel 於 2023 年推出之 Eagle Stream 及 EPYC Genoa 之新伺服器平台,其功耗皆較上一代增加,因此均熱片之使用量亦隨 之增加,且規格亦會相應提升,因此隨著出貨量增加和產品組合 ASP(平均價格)之提高,均熱片之營收成長幅度可期。另健策在臺灣及中國皆有生產基地,主要客戶有 AMD、Intel 及 Nvidia 等國際大廠。


公司之均熱片主要係以 3C 市場為主要發展目標,且已逐步拓展至 3C 各個產品領域,並積極開拓新市場應用領域,包括AI人工智慧、通訊、伺服器、遊戲機、家庭電子產品、車用電子及智慧型手機等領域的散熱商機。


在LED方面,健策以SMD LED 為發展重心。公司在手機、車燈照明、航空燈、 交通號誌燈等利基市場已經取得一定市場佔有率。在一般照明市場 上,桶燈、崁燈、投射燈以及景觀照明燈所需的高亮度 SMD LED 產品也陸續供貨,並已逐步取代白熾燈泡等傳統光源,故市場對 SMD LED 導線架產品之需求亦將大幅成長。


公司在LED 導線架領域將持續成長,並與客戶持續合作開發陶瓷基板、環氧樹脂射出產品應用。


以下為健策的產品與其分類:

A. 各種光電產品及高亮度 LED、類比暨數位電晶單體導線架之生產。 B. 半導體封裝用之均熱片製造。 C. LED 用陶瓷散熱基板。 D. 高頻同軸連接器、防電磁波遮蔽蓋。 E. 車用散熱器暨冷排系列之生產。 F. 各種精密沖壓產品。 G. 各種精密金屬崁入射出成型產品。 H. 熱固性環氧樹脂預成型導線架。


(1)散熱產品

為高階封裝、半導體元件、馬達、逆變器提供散熱功能。產品應用範圍為筆電、桌上型電腦、AI伺服器、伺服器、車用及遊戲機。


(2)導線架

其用途為負載半導體晶粒,藉由導線架上正、負極將電流導通後,達到使晶粒上電子與電洞結合產生之光,透過導線架上碗面之折射而產生高亮度之功能,為發光二極體組裝不可或缺之關鍵零組件。 


若應用為中階功率 LED 封裝用之導線架,仍選用結合銅片與熱固性塑料成型,目前以熱固性塑料中的環氧樹脂(EPOXY) 生產應用為大宗。可運用於車載照明系統中。


導線架產品應用範圍為車用二極體、LED、5G通訊信號放大器元件。


(3)電子零件

主要為中央處理器之機構扣件,用途為確保 CPU 與 Socket 有良好電性接觸及確保 CPU 與散熱模組有良好熱傳接觸。


(4)通訊連接器

主要用於雷達、微波通訊系統、無線電設備和電子儀器的射頻回路連接同軸射頻電纜,為有線電視網路電纜之連接器。


均熱片

電子元件或裝置在運作之過程中,難以避免的會產生熱,而「電子冷卻」是指電子元件或晶片在運作過程產生的熱,藉由特定的熱傳途徑將熱傳導出至周圍環境中,降低電子產品的運轉溫度,以維持系統運轉的穩定度與可靠度。


熱傳途徑不外乎藉由基本的熱傳導、熱對流和熱幅射等方式將熱傳導出去,其中熱傳導為主的冷卻方式,一般是在電子元件上安裝一均熱片(Heat Spreader)或散熱片(Heat Sink),兩者差異在均熱片(Heat Spreader)之作用在有效消除熱點,將晶片熱源均勻擴散於封裝表面,再傳給與其接觸的散熱片或散熱模組而達到散熱效果。


由於均熱片 (Heat Spreader)為一直接構裝於晶片上之散熱零組件,均熱片品質好壞將影響晶片是否能順利運作,避免因晶片在運作過程中因所產生熱源無法有效均勻散熱而導致晶片毀損,因此均熱片製作精密度通常遠高於散熱片。


而散熱片(Heat Sink)為一種固定於電子元件表面之導熱性材料,藉以將電子元件產生之熱傳導至周圍環境,其構造多為底板和鰭片所組成,底板部份主要為 PCB 板,直接與電子元件接觸,主要作用為均熱,使熱快速傳導及擴散;鰭片部份作用為散熱,藉由表面積之增加來傳遞經由均熱片所擴散之熱,並由空氣對流將熱自散熱片表面散至周圍環境。當散熱片表面積越大,其散熱效果越佳,愈能使電子元件達到應有之效能, 且愈具有節能之效果。


散熱材料的熱傳導率愈高,散熱功率越高,因此均熱片或散熱片材料一般均以鋁和銅為主,其中又以銅的導熱性最佳。


由於均熱片或散熱片應用範圍很廣泛,包括電子資訊產業中的電子零組件、半導體、光電元件產業,而下游終端產業包含資訊、通訊、消費性電子等 3C 產業。因此,下游產業之興衰,將影響均熱片(Heat Spreader) 或散熱片(Heat Sink)產業需求。


早期CPU的發熱量較低時,其散熱裝置主要以鋁質均熱片為主,再搭配一個強制冷卻風扇,即所謂的空冷散熱器(Air-cooled Heat Sink),但隨著 CPU的快速演進,鋁製均熱片逐漸面臨瓶頸,因而有純銅均熱片之誕生, 銅熱傳導為鋁的1.77倍,但純銅均熱片價格高、重量重、製程與應用上有所限制,難以低價生產,因此目前最普遍的作法是用銅來作為均熱片的底板,與接合型鰭片、折彎型鰭片或鋁擠型散熱片做為焊接接合或機器接合,以減輕散熱片重量,以提升散熱模組效能。


另由於散熱材料本身的擴散熱阻與熱傳導率成反比關係,亦即熱傳導率愈高其擴散熱阻愈低,散熱能力愈強。一般常用的散熱材料不外乎鋁、銅等熱傳導率不錯的材料,但這種材料系統的熱膨脹係數偏高,且銅的比重過高以致於製程及應用上有所限制,而單晶鑽石雖然熱傳導係數極佳,但價格昂貴又難以加工,因此鮮少作為散熱材料。為突破單一金屬材料所無法達到的熱物性質(熱傳導、熱膨脹及密度),近年來世界各國無不投入高導熱材料開發,包括高導熱石墨、碳化矽顆粒強化複合材料、碳纖維強化複合材料、石墨強化複合材料、鑽石顆粒強化複合材料等。


產業概況

A.均熱片

時有所聞新上市3C(資訊、通訊及消費性電子)產業產品,消費者反應有產品過熱問題,進一步影響消費購買需求意願,市場需求下降,甚至最後下架收場。隨著3C產品功能之要求提高,積體電路製造技術及單體功能不斷地提升,高功率、小體積之電子或電腦元件已成為目前電路設計及製造之趨勢。但如何在高功率及有限體積內仍可穩定運作,其中散熱問題就值得被高度重視討論。若未能及時使熱能散出,累積在元件中的熱對元件的特性、壽命及可靠度都會產生不良的影響。 


均熱片為最基礎的散熱元件之一,由銅、鋁等高導熱金屬材料製成,一般是在電子元件上安裝一均熱片(Heat Spreader)或散熱片 (Heat Sink),藉由散熱材料本身的熱傳導率,將電子元件或晶片產 生的熱傳遞或擴散出來。在晶片表面上直接貼附一層導熱的介面材料為目前覆晶封裝的散熱方式,或配合實體均熱片將晶片內部熱源均勻地傳導至實體均熱片的表面上,再經由外加的散熱器使熱量能夠散溢至外界,以達到散熱的效果。


均熱片其應用範圍廣泛,如電子資訊產業中的電子零組件、半導體、光電元件產業皆涵蓋其中,而下游應用的終端產業更涉及到3C產業。


另電動車及油電混合車已成為汽車開發的主要趨勢。在電動車中的逆變器及整流器上,因有大功率的晶片模組散熱問題,目前設計主流都是以水冷散熱基板為解決方案。藉由高導熱的金屬材料,結合金屬加工工藝,及金屬表面處理,可以使用水冷的方式將晶片溫度控制在許可範圍。而水冷散熱基板的熱流設計需能夠將晶片熱能散出,而設計也需考量到加工製造的成本及可量產性。


B.LED 導線架

導線架又稱引線架、框架或支架,與金線及封裝膠為封裝業的三大原料。導線架(Lead Frame)依其晶片運用功能可分為分離式(單體)元件用導線架及其積體電路元件用導線架,而單體導線架又可分為功率電晶體導線架、整流二極體導線架及發光二極體LED導線架等三大類。


健策導線架有塑膠成型射出PPA(熱塑性塑膠)及PCT(聚對苯二甲酸己二甲醇酯)適用於中低功率LED封裝產品,公司的高功率LED導線架產品因具備技術成熟、高性價比優勢,出貨比重將持續提高。


市場隨著全球政府支持禁用白熾燈泡政策陸續推行,LED技術日益成熟及價格下探,下一波的照明市場已為LED帶來深度整合期。


散熱產品產製過程

原材料(包含鋁/銅/不鏽鋼/特定用途之複合材料等)→冷間鍛造/冲壓成型→CNC 加工成型→電鍍鍍鎳(金)/化學鍍鎳/黑化處理/ 塗膠處理/陽極處理/鈍化處理等→品質檢驗→包裝→入庫。


健策是一家CPU/GPU均熱片、LED導線架公司。近5年ROE為20%,29%,16%,15%,14%。毛利率為34%,36%,31%,29%,30%。資產負債率為22%,34%,41%,36%,20%。以2023年為例,公司產品營收以均熱片佔61.70%,導線架佔17.15%,電子週邊設備及相關配件佔9.97%,通訊設備及相關配件佔3.11%,其他(包括原物料、模具買賣及模具維修收入等)佔8.07%。銷售區域以外銷佔85.27%,內銷佔14.73%。


競爭

均熱片在國際間主要供應商原集中於美國及日本之供應商,然美國及日本供應商因其成本較高,加上健策近年來在均熱片產品開發上不斷投入購置新式生產設備、改良生產製程及研發新式模具下,配合因成本管控得宜,使產品價格及品質深具競爭力,而獲國際大廠青睞。


目前在CPU/GPU 均熱片方面,主要競爭對手為Honeywell Electronic Materials,Fujikura,Shinko,Dana(車用散熱模組).......。在LED 導線架方面,競爭對手為順德,一詮,長華電材....。


收購金利

金利公司主要係低階產品,過去健策專注於高階產品,健策收購金利公司後,亦能將經營觸角更完整延伸至中低階產品,一次提供客戶高中低階需求。


發展趨勢

A.均熱片

在電子設計的熱管理當中,均熱片(Heat Spreader)絕對是最基礎的一項運用,在一般自然對流無法及時散熱的情況下,且尚無必要使用電動風扇的強制對流散熱前,絕大多數是使用均熱片來因應。


由於效能的提升與製程微小化,電晶體的數量在相對面積中越來越多,電路的設計就更複雜化,但所有的效能卻無法百分之百的提升,因此大部分電能的消耗,其能量則轉變成熱量散發。在製程微小化的同時漏電功耗也遽增,以致在相同的單位面積內,所需要的用電量與廢熱產生也愈來愈大。


各個主要散熱廠商正積極開拓新市場應用領域,包括AI人工智慧、遊戲機、通訊、伺服器、車用電子、家庭電子產品以及智慧型手機等領域的散熱商機。未來市場上AI人工智慧、雲端服務及物聯網的新興產業趨勢,對於伺服器及資料中心需求日增,因此運算核心中央處理器及連接器之散熱需求將更為明顯且是可再開拓的領域。


而「逆變器散熱」市場係成長擴張中之利基市場,與其他受景氣循環或強調價格競爭之產業不同,產業內廠商受惠外部市場成長,於未來發展上,有隨市場規模擴大而成長之有利機會


B.LED 導線架

由於綠色環保意識抬頭,石油等能源之價格居高不下,因LED 具有省電且低消耗功率的特性,促使其應用領域快速增加。在各種導線架中,以SMD LED導線架的需求最為旺盛。


健策為LED產業中之SMD LED導線架供應商,公司的高功率 LED導線架產品也具備技術成熟、高性價比優勢。目前SMD LED主要應用LED中低功率,例如手機背光源、數位相機及電子數位相框背光源及汽車車內及車外照明應用。健策的 LED導線架產品因具備穩定性與可靠度在車用市場中佔優勢,LED 導線架出貨應用中,汽車用途產品比重持續提高。雖然車用產業進入門檻高,至少需要驗證時間約3年以上,但價格也相對穩定,取代替換性較低。


風險

模具被稱為工業產品之母,經由模具生產才能獲得均一品質及得以迅速生產之產品,從玩具、五金、家電、資訊等生活所需,乃至於汽車、 飛機及最新 3C 光電產品等都仰賴模具加工製造。另模具工業水準往往也代表著一個國家製造業的水準指標,而開發中國家也因模具能力高 低,決定該國的競爭力的強弱。而國內外模具沖壓廠商數量眾多,一般產品競爭激烈。


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