晶圓級封裝公司，精材(3374.TW)

最近，台積電的CIS供應鏈，采鈺，掛牌。台積電CIS一條龍服務供應鏈，從台積的晶片製造到采鈺的彩色濾光膜，最後是封裝的精材。這邊就來簡單理解一下，晶圓級封裝公司，精材。

精材之主要服務項目包含晶圓級尺寸封裝，晶圓級後護層封裝，為影像感測器、新型生物辨識器、指紋辨識器、微機電及電源控制元件之晶圓層級封裝。

所謂晶圓級CSP封裝，晶片尚未切割前即進行，整片晶片經由薄膜，黃光及蝕刻等晶圓製程完成封裝，最後再切割成單顆的IC，此種製程可視為前段半導體晶圓廠製程的延伸。最大優點是在封裝的過程中，藉由整片晶片的製程方式，但卻同時將個別的IC封裝完成來降低封裝過程中的支出。

產業概況

(1)晶圓代工及專業封測產能大舉滲透車用市場

由於汽車供應鏈對產品可靠度、穩定性的要求較高，且產品需要較長時間認證， 因此相較於消費性電子產品供應鏈更加封閉，車用半導體廠商也多以IDM的生產模 式供應車廠所需的晶片。加上上下游供應鏈緊密配合的型態在整車廠JIT (Just In Time)的生產模式下，雖然可以穩定運作無虞，但是最大的風險在於，一旦產業鏈上游任何一個環節出現問題，將導致下游整條產業鏈欠缺即時調整的彈性而因此停擺。

而2021年初，正當汽車產業迎接快速復甦的汽車市場需求、汽車產品電子化程度日益提升，以及整車市場電動化的趨勢帶動車用半導體需求快速成長的同時，卻因為日本地震、美國德州暴風雪造成大規模停電，使得全球主要車用半導體廠商所屬晶圓廠被迫停工，加上日本最大車用半導體供應商的12吋晶圓廠在3月初發生火災直到6月初才恢復運轉後，更讓原本已相當緊俏的車用半導體產能雪上加霜。再加上6月起東南亞疫情嚴重，尤其是佔全球半導體封測產能13%的馬來西亞在當地政府的管制之下被迫停工，亦使車用半導體廠後段產能受到影響。

對IDM來說，要填補產能儘速完成訂單缺口的燃眉之急，最快的方法便是尋求晶圓代工及專業封測廠，因此，原先由少數IDM業者分食的車用半導體市場，因為疫情影響之下打開合作大門，紛紛與晶圓代工及專業封測廠簽訂長期合約或密切合作，以避免產能無法滿足客戶需求喪失市場先機。如此一來，也使得原先封閉的車用半導體產業生產模式發生變化，短期而言，晶圓代工加上專業封裝的生產模式因IDM轉單效應而受惠；長期而言，將有機會持續擴大專業分工模式在車用半導體市場的滲透比率。

(2)第三類半導體市場蓄勢待發

在上個世紀半導體產業發展初期，以矽(Si)為晶圓材料的半導體產品蓬勃發展之下，帶動了資通訊產業的快速起飛。矽晶圓應用雖廣，但在高溫、高壓、高電流、高功率、要求散熱/開關速度快、轉換效率高等情境下仍未臻完美，產業界一方面追逐摩爾定律的極致方面，另一方面也在尋找更合適的材料及製程滿足上述要求，化合物半導體便為一條主要發展方向。

因此，在行動通訊市場的快速滲透之下，砷化鎵(GaAs)等材料被廣泛應用於衛星通訊、行動通訊、光通訊、光電感測器等新領域。而隨著5G通訊、電動車市場蓬勃發展，物聯網、人工智慧(AI)、自動駕駛、電動化等趨勢帶動之下，更高頻、耐高壓的射頻元件與功率元件便成為廠商關注焦點，對於碳化矽(SiC)、氮化鎵(GaN)等新材料應用於寬能隙半導體領域的研究更成為當紅炸子雞。

如今，全球主要國家政府均大力投入資源支持第三代化合物半導體研究，吸引晶圓材料廠、晶圓代工廠、IDM及LED大廠透過自主研發或採取併購方式進行佈局， 並已陸續開發出可用於取代傳統矽製程元件的替代產品。預計在汽車、通訊及電力供應等主要應用市場陸續採用之下，根據OMDIA的統計顯示，包括碳化矽功率元件、 氮化鎵射頻元件及氮化鎵功率元件等寬能隙化合物半導體應用市場於2021年可達到17.6億美元的規模，至2025年將成長至75億美元，在四年內市場擴大規模至4倍， 2021~2025年間的年複合成長率達到43.7%，成為整體半導體市場中成長速度最快的領域。全球碳化矽、氮化鎵射頻及功率元件市場規模預估如下圖所示。

(3)異質整合趨勢下，晶圓製造延伸晶片性能提升需求

早期摩爾定律發展靠的是晶圓生產製程微縮技術達到晶片尺寸縮小及性能提升的目的，後摩爾定律時代下，先進封裝技術便是延續晶片性能的重要方法。而透過異質整合的立體封裝技術，可以將不同性質、不同材料或是不同功能的晶片，採用系統級的立體封裝技術整合另外一個半導體材料上，異質整合封裝除了可以增加效能、減 少功耗之外，也可以加快IC設計的速度。但是要在不同功能、不同材料的晶片之間的互相溝通，就需要高度仰賴晶圓生產廠商強大的技術整合能力。

半導體封裝趨勢

在後摩爾定律時代，IC產品的複雜度已難由單一半導體技術節點所實現。對IC設計業者而言，並不是每一個IP都能縮小技術節點。不同技術節點的IP或設計要混合使用， 像系統單晶片（SOC）就是其中一種方法。但有時候因為不同節點成熟度不一，把不同技術的電路集合在同一顆晶片上不只成本上並不具優勢，連良率都會有影響；系統級封裝（SiP）為解決此問題而應運而生。產品owner可以把不同專長design house設計的IC運用SiP整合成同一個封裝。這種整合的彈性不只可以跨技術節點，甚至可以跨平台，把矽基材的IC與非矽基材的元件（例如III-V族或被動元件）整合在一起，開創無限可能。

這種封裝的興起，讓介於前段（Front-End）和後段（Back-End）製程之間的中段（Mid-End）製程平台擴大，除了過往所知的晶圓凸塊技術（Wafer Bumping）、晶圓級封裝（Wafer Level Package），如扇出型晶圓級封裝技術（Fan-out Wafer Level Package，FOWLP）、晶圓級尺寸封裝（Wafer Level Chip Scale Package，WLCSP）、 3D WLP、WL Optics及3D IC等技術型態外，還能混合這些技術以客製化各種形式的SiP。精材為專業晶圓層級封裝之領導者，也是第一家將三維晶圓層級封裝技術商品化的公司。

三維晶圓層級封裝技術可應用到各種不同的市場領域，包括消費性電子、通訊、可攜式電腦和汽車等。產品應用包括影像感測器、光學感測器、電源管理積體電路、功率分離式元件、類比積體電路、混合信號積體電路、微機電系統感測器、各項生物辨識晶片(如:指紋辨識器)和整合式被動元件等。

鑒於高階封裝製程的需求，如覆晶封裝（Flip Chip BGA or Flip Chip CSP）、晶圓層級封裝（Wafer Level CSP）、銅打線（Cu Wire Bond）、銅柱凸塊（Cu Pillar）等。 尤其是在未來2.5D/ 3D IC整合矽穿孔（Through Silicon Via TSV）技術，晶圓層級封裝服務將持續在各相關的應用產品繼續扮演關鍵性角色。

根據Yole Développment最新的資料，2020~2026年，先進封裝市場年複合成長率約為 8.96%。其中以5G，車用半導體，AI，資料中心及穿戴裝置等為成長中心．到2025年，該市場營收就將突破420億美元，這幾乎是傳統封裝市場預期成長率(2.2%)的三倍。其中，2.5D/3D堆疊 IC、嵌入式晶片封裝(Embedded Die，ED)和 扇出型封裝(Fan-Out，FO)是成長最快的技術平台，年複合成長率分別為 21%、18% 和 16%。

產品之各種發展趨勢

(1) 3D Sensing

科技不斷進步之下，終端設備開始大量處理圖像資訊，這也使得手機、汽車、AR等應用的可拓展性變得越來越高，而從2D走向3D是未來感測器發展的一大趨勢。 3D感測（3D Sensing）多方應用於各領域。小到智慧型手機上的人臉解鎖、3D相機、人臉鑰匙、手勢感應，大到自駕車的偵測系統、工廠控制、醫療、AR/VR等應用。

根據研調機構Yole Développement研究指出，全球3D影像及感測市場將由2019年到2023年，3D Sensing於各領域的CAGR超過44%，其中又以智慧型手機高達87%，車載應用35%為主要應用。另在醫療、工業製造及其他探測領域亦 速成長．

(2) CMOS影像感測器

當2020年上半年的疫情尚未被緩解，業務，學校，旅遊和世界各地的大多數公共活動被迫停滯，導致CIS應用中的急劇下降（包括智能手機，汽車和廣泛的範圍嵌入式設備）。 所有CIS供應商都曾經擔心其商業環境惡化，其重中之重在於全球智能手機出貨量的下降。

然而，CIS需求在2020年第三季開始飆升。截至2020年底，全球CIS銷售成長率仍呈現小幅成長，未因疫情反噬影響長期成長趨勢。預計全球經濟將繼續恢復2021年的增長，預計CIS銷售將以12.0％的複合年增長率增長。 IC Insights報告指出， 該領域將於2025年達到336億美元。

該報告還顯示，在未來五年內，行動電話的CIS銷售將重回成長軌道以6.3％的複合年增長率增長，達到2025年的157億美元，佔總市場的47％。汽車將成為CIS增長最快的應用領域，到2025年汽車中使用的複合年增長率為33.8％，達到51億美元。其他領域的CIS的增長預測還包括：醫療和科學系統（複合年增長率為26.4％， 達到18億美元）;監控（複合年增長率為23.2％，達到32億美元）；工業機器人和物聯網（複合年增長率為21.8％，達到35億美元）。

2021年，隨著Level 2智慧駕駛汽車數量和滲透率的增加，帶動車載攝影鏡頭數量的快速增長，2021年全球L2以上車輛的滲透率達到28.62%，數量達到1,952.94萬輛，較2000年增長了80.34%；L2級乘用車平均配置5顆攝影鏡頭僅L2級乘用車就配置了9,734.7萬顆攝影鏡頭。全球2021年總計CIS配置量為 1.64億顆，2026年預計將配置3.7億顆。

另車載攝影鏡頭隨著智慧駕駛等級的提升，在攝影鏡頭的性能品質要求上會出現變化， 例如，L1級乘用車平均配置1~2顆攝影鏡頭，基本性能要求為Display等級，解析度在200萬以下即可，但到了L2級乘用車，就需要有ADAS功能的攝影鏡頭，平均總配置5顆攝影鏡頭中有2顆是ADAS功能的，單價較Display功能的要高出一倍多，到了L4和L5級，就需要配置Full autonomy的攝影鏡頭，單價又會上漲。

根據ICV的資料統計，2021全球車載CIS總價值為38.1億美元，前裝車載攝影鏡頭及CIS必須符合車規級的產品性能要求，市場價值較後裝市場要高很多。2021年前裝車載CIS市場總價值為31.4億美元，後裝CIS為6.7億美元，後裝CIS單價幾乎為前裝的一半。由於受到全球車載半導體產能吃緊的影響，車載CIS價格提升帶動整 體市場價值提升，此次ICV對於2021年的市場統計，較2020年的市場預估要高出4.3%。

(3)微機電感測器（MEMS）

根據市場調研機構於2021年發佈的MEMS行業狀況報告，預估到2026年， MEMS市場將達到182億美元，複合增長率約為7.2％，傳統MEMS器件會保持增長， 但其增長速度較慢。增長的主要推動力是音訊領域的麥克風、微型揚聲器和慣性MEMS、光學MEMS 的 AR／VR（增強與虛擬實境）及其他應用。

按終端市場劃分MEMS市場嚴重依賴於占總市場62％的消費類應用和16％的汽車產業。因此，伴隨智慧手機和汽車出貨量的恢復性反彈，MEMS感測器銷售在2020年下半年得到了恢復。預估各領域MEMS的銷售金額將於2026年成長至180.2億美金。CAGR 6.2%高速成長。

另外來自感測器的所有資料都需要先行處理後交付系統。Edge Computing趨勢有助於實現低延遲、更安全和更隱私，因此從原本前端製造到封裝、模組和系統整合的方式。轉向系統級方法和整合不同元件，如MEMS、專用積體電路（ASIC）、天線和電源，這些元件在同一個外殼中使用不同的材料和工藝，因此需要更複雜的系統級封裝（SiP）技術將成為MEMS系統化集成的主要趨勢，目標是提高系統級性能並降低總體功耗。

(4) 5G 通訊：GaN元件 

通訊頻率在不斷的向高頻發展，因此基地台及通訊設備對射頻元件高頻性能的要求也不斷提高。在此背景下，GaN必將以其獨特的高頻特性、超高的功率密度，以及優越的整合度成為5G技術的核心元件。

射頻GaN元件:

在5G產品中，GaN主要應用在Sub-6GHz基地台和毫米波 (24GHz 以上) 的小基地站。全球GaN射頻元件的市場規模到2025年預測將超過20億美元，其中無線通訊和軍事應用佔據絕大部分。以18%的年複合成長率，從2020年的8.91億美元增長到2026年的超過24億美元。並預計到2026年，GaN射頻器件市場將由國防和5G電信基礎設施應用主導，分別佔整個市場的49%和41%。尤其是，到2026年，基於GaN的大型/微型基地領域將佔GaN電信基礎建設市場的95%以上。

GaN-on-Si作為挑戰者，有望藉由提供具有成本效益和可擴展性的解決方案，來說獲得市場青睞。儘管截至2021年為止，其市場仍舊很小，但GaN-on-Si PA因其具備較大頻寬和小尺寸也正吸引智慧型手機廠商的注意。預估隨著創新廠商的重大技術進步，其可能很快就會被一些Sub-6GHz的5G手機採用。這標誌著GaN-on-Si射頻的一 個里程碑。

Yole預估，在手機以及國防和5G電信基礎建設應用的推動下，GaN-on-Si元件市場正以86%的年複合成長率前進，進而讓2020年不到500萬美元的市場，成長到2026年的1.73億美元的規模。

功率GaN元件:

汽車電動化和可攜式電子產品的充電需求，以及高瓦數、高功率的電源供應器都將驅動氮化鎵功率元件逐漸替代傳統的矽功率元件。由於電源市場的需求驅動，氮化鎵市場將穩步成長。

根據市場分析公司Yole預測，GaN功率元件市場將從2020年的4600萬美元成長至2026年的11億美元，平均年複合成長率達70%。其中，在2020年，由於GaN元件滲透到智慧型手機快速充電器應用中，使得GaN功率市場成長了一倍。

因此預計未來幾年消費性電子產品的電源，將成為GaN元件的市場驅動力。根據其預估，這一市場區隔將從2020年的將近2900萬美元成長到2026年的約6.72億美元（約佔GaN功率市場比例達61%），年複合成長率為69%。

儘管GaN在消費性電子市場已經崛起，但是隨著規模經濟效益和價格下跌，將讓電信、數據通訊、汽車與行動市場受益。Yole預計，從2023年至2024年，GaN器件的滲透率將有所成長。

至於在汽車市場，由於電動車的快速成長，以及對通過系統效率優化來增加行駛距離的帶動下，GaN功率元件更變得該領域積極開發的領域。從長遠來看，如果GaN能以較低的價格進入，且能夠證明其可靠性和高電流能力，未來將可以打入更具挑戰性的EV / HEV（混合動力汽車）電源轉換器市場，這一趨勢可能為其創造出更顯著的價值。

從2022年開始，預計GaN以小量滲透到車載充電器（OBC）和DC / DC轉換器等應用中。因此，Yole預計，到2026年，汽車和行動市場價值將超過1.55億美元，年複合成長率達185%。

精材，是一家晶圓級封裝公司，主要應用在影像感測器、新型生物辨識器、指紋辨識器、微機電及電源控制元件。公司近5年ROE為33%，42%，6%，-36%，-15%。毛利率為34%，30%，12%，0%，-9%。資產負債率為24%，35%，47%，52%，46%。2021年營收以晶圓級尺寸封裝佔72.24%，晶圓級後護層封裝佔8.46，晶圓測試佔18.14%，其他佔1.16%。銷售區域以台灣佔79%，美國佔20%，歐洲佔1%。公司主要競爭對手為同欣電，日月光、矽品，華天科技、晶方科技.....等等。