被動元件產業整理
1. 基本數據:
台灣被動元件產值去年 (較前年)成長 21.6%; 預計今年成長 6.2% 至 2105 億元。(資料來源: 台灣經濟研究院)
- 2019 年全球電阻 (electronic resistors)市值達到 423.3 百萬美元,並以 3.3% CAGR 成長,預計 2026 年市值將達到 532.3 百萬美元。 (資料來源: MarketWatch)
- 2020 年全球 MLCC 市值達到 4.69 億美元,並以 9.5% CAGR 成長,預計 2026 年底市值將達到 279.2 億美元。 (資料來源: MarketWatch)
- 2019 年全球電感 (Inductors)市值達到 29 億美元,並以 2.2% CAGR 成長,預計 2026 年底市值將達到約 34 億美元。 (資料來源: MarketWatch)
2. 產業上中下游:
上游:
- 介面瓷粉、CCL、氧化鋁基板、石英基板、導電接著劑等
- 台灣極少投入上游原料之開發,因此上游材料 70% 由日系廠商提供
中游:
- 不會產生電力,但會耗用、儲存釋放電力的電子元件。分為: 電阻 (R)、電容 (C)、及電感 (L)
- 電阻、電容、電感將連接主動元件如半導體裝置 (放大器、數位邏輯晶片等)
- 屬於景氣循環產業,且周期較長
下游:
- 各式電子產品如 5G 手機、電動車等。
以下分別敘述中游電阻、電容、電感之現況:
3. 分述一: 電阻
- 電子電路中主要使用的物理元件,用途是阻礙電流流動,這股抵抗力被稱為電阻 (單位為歐姆)。
- 經由控制電路範圍內的各種電流以及降低電壓來管理電路各點的電壓,電阻接通電壓後便會產生電流。
晶片電阻 (R-Chip)是一種電阻器:1. 其採用精純氧化鋁結晶陶瓷基板,因此品質穩定、安定度高。2. 分為”角板型”及”圓筒形”3. 特色: 體積小,功率高,成本較低,因此適用於 3C 產品。
- 台灣主要晶片電阻廠商: 國巨 (2327)、華新科 (2492)、大毅 (2478)、旺詮 (未上市、國巨旗下公司)
4. 分述二: 電容
- 主要功能: 儲存及釋放電荷 (阻絕直流電、嵎合交流電等)
- 組成: 絕緣材料 (介電質)隔開的兩個導電平板
- 特色: 無法傳導直流電 (DC)、可以傳導交流電 (AC)
- 依照:
- 材料: 分為 電解電容、陶瓷電容、薄膜電容器、雲母電容等
2. 結構: 固定電容、半可變電容、可變電容等
最好的電容為 積層陶瓷電容 (MLCC; Multilayer Ceramic Chip Capacitors)1. 原因是其體積小、電容量大、高頻使用時損失率低、適合大量生產、價格低、穩定性高2. 全球主要供應商:
- 日本: 村田製造所 (Murata Mfg)、京瓷 (Kyocera)、東電化 (TDK)、太陽誘電 (Taiyo Yuden)、松下電器 (Panasonic)
- 南韓: 三星電機
- 台灣: 國巨、華新科、禾伸堂 (3026)、蜜忘實 (8043)、達方 (8163)
- 中國: 華高科
5. 分述三: 電感
- 電感就是線圈。
- 功能: 濾波去雜訊、抑制瞬間電流、降低電磁輻射 (EMI)、功率轉換等
- 應用範圍: 電源供應器、監視器、交換機、主機板、掃描器、電話機、數據機等
- 按功能可分為:
- 訊號用途: 例如能量儲存、抑制瞬間電流
2. 雜訊抑制用途: 例如 EMI 抑制、雜訊濾波等
- 全球主要電感廠:
- 日本: 東電化、村田、太陽誘電
2. 台灣: 奇力新 (2456; 全球前三大)、乾坤 (2308 台達電旗下)、今展科 (6432)、鈞寶 (6155)
圖一為被動元件產品線,圖二為其產值占比。
6. 分述四: LTCC (Low-Temperature Cofired Ceramics; 低溫共燒陶瓷)
- 以陶瓷為電路基板材料,將各種被動元件 (電容、電阻、濾波器、多工器等)以平行式印刷塗佈製成燒結形成的整合式陶瓷元件
- 因為陶瓷與矽才質相近,因此適合與 IC 晶片連接,並更耐電流、耐高溫、體積小
- 適合應用在: 高頻短波的 5G 環境、講求薄小的可攜式裝置上
- 目前主要應用: 智慧型手機 (60% 以上)、國防用通訊、汽車通訊
- 未來對 LTCC 的需求將增加。舉例來說,4G 手機 LTCC 用量為 3 至 5 顆,而 5G 手機則為 10 至 18 顆。
- 國際主要廠商:
- 日本 (市占率約 50%): 村田、Nikko、太陽誘電、京瓷、Hitachi、TDK、Yokowa、KOA 等
2. 台灣: 璟德 (3152; 全球第三大、大中華區最大)、華新科、奇力新
3. 南韓: 三星電機
4. 德國: Bosch、IMST
5. 美國: American Technical Ceramic、NTK Technologies、NEO Tech
6. 中國: 順絡電子、CETC
LTCC 之重要性 (節錄至 這篇文章)
在一台手機中,會有一個負責發送訊號的「無線通訊模組」,「模組」的意思就是指裡面包含多個元件整合在一起,而「無線通訊模組」裡面就包含了射頻晶片與各種被動元件,組合在一起。
以前要製造一個無線通訊模組,裡面所需要的被動元件都是分開製造的,最後與所需要的晶片分別黏在同一個基板上,這種結構下,每個被動元件都是獨立的。
但因為這種做法很浪費空間,而且ˋ分開製造沒效率。而且最大的問題是,隨著手機走到5G時代,裡面所需要的被動元件越來越多,我們需要一種技術能夠將被動元件做的很精密,而且不要分開製造,把所有被動元件整合再一起。
於是有人想到說,不如就是直接把所有被動元件一同製作在基板裡面,最後再把晶片封裝在這個整合過後的基板上,而這個基板就是陶瓷基板。
因為陶瓷基板與矽的材質特性接近,因此才能與矽晶片有良好的訊號連接,且材質特別適用於高頻環境,這樣一來才可行。
所以LTCC(中文叫做:低溫共燒陶瓷技術),就是將各種被動元件(電容、電阻、濾波器、多工器等)用高溫燒結的方式,埋入陶瓷基板中。這個好處是,而且燒在一起可以節省空間。
LTCC是以陶瓷作為電路板材料,裡面會有很多層,所以被動元件可以埋在不同層的基板裡面,中間會挖洞,讓每一層的被動元件可以互相連接,以上所說把被動元件埋進去的製造方法是在攝氏900多度的燒結爐裡面共燒,假如真的有元件無法用燒得,那也可以黏在基板的表面。
7. 分述五: 保護元件
- 作用: 當電流或電壓出現不正常狀況時,能夠自動終斷供電或自動將過高電 壓降至安全值,以防止產品的零件受到損壞及火警 (資料來源)
- 最為人所知的保護元件是保險絲
- 依功能可以分為:
電流保護 (熱敏電阻; Thermal Resistor, 簡稱 Thermistor):1. 可重複使用,體積小 <-> 保險絲: 成本低2. 電阻值對溫度極為敏感,分為 正溫度係數 (PTC, Positive Temperature Coefficient)熱敏電阻 (見圖三)及 負溫度係數熱敏電阻 (NTC) (見圖四)3. PTC: 電流或環境溫度升高時,其電阻值會上升,進而限制異常電流通過,依使用原料又可分為: 陶瓷正溫度係數 (Ceramic PTC)熱敏電阻、高分子正溫度係數 (Polymeric PTC)熱敏電阻。其差別是 PPTC 物件叫小、有更低的阻抗,因此對故障事件的反應時間比 CPTC 快。4. NTC: 與 PTC 相反
電壓保護 (壓敏電阻; Varistor):1. 當電子迴路出現過高電壓或靜電,壓敏電阻會降低電壓至安全標準值,以免 IC 損壞2. 體積小,反應速度快3. 廣泛應用於手提電子設備、家電、視聽器材等4. 電子產品較多使用壓敏電阻 (8–40 顆),相對的熱敏電阻僅 1 顆。
8. 台灣被動元件廠分析:
- 分為國巨 (併購派)及華新科 (入股派)兩大集團
國巨 (全球第三大被動元件廠,僅次於日本的村田及南韓的三星電機):1. 併購君耀 (保護元件廠)、普思 (Pulse Electronics; 美國天線大廠)、基美 (Kemet; 美國鉭 (ㄊㄢˇ)質電容大廠)2. 旗下還有凱美電機 (電解電容、風扇)、旺詮 (電阻)、同欣電 (6271; 全球第三大 CIS 封測廠,僅次於 IDM 廠商 Sony, Samsung; 國巨 17.01% 股權)、奇力新 (2456; 電感市占率穩居全球第三)3. 晶片電阻、鉭質電容 (30%市占率): 產能位居全球第一; MLCC(位於高雄大發廠,將於 2022 年投產,月產能為 200 億顆,將用於生產 5G、車用、工業等高階 MLCC; 產能將位居全球第三)4. 併購美國普思: 積極打入車用領域。因為普思原本客戶即為一線車廠,因此與客戶的合作是從最前端開始。舉例來說,國巨過往的車用產品主要應用於導航、影音等與安全無關的產品; 基美產品則用於引擎、ABS 等安全相關系統,兩者的 ASP (Average Selling Price)相差 20 倍。5. 與鴻海 (2317)聯手: 2020 年第三季起,雙方開始針對數位醫療及電動車關鍵零組件的研發技術創新展開合作。華新科:1. 專注在 LTCC,2021 第一季產能 9 億顆 (佔全球供給 16.36%)。2. 入主上游材料廠信昌電 (6173)、保護元件及天線廠佳邦 (6284)、固態電容廠鈺邦 (6449)3. 轉投資 PCB 廠宇博 (5469)、軟板廠嘉聯益 (6153) 24% 股權4. 2020 年底收購日本 Soshin 40% 股權。Soshin 主要產品為電容、濾波器、EMC 保護元件、LTCC 濾波器等。主要應用在通訊與工程領域 (高階產品)
- 其他:
以生產利基型產品 (見附注 1)為主
- 奇力新: 在 LTCC 屬於後進者,因此製程較新; 生產成本較低 (因 LTCC 可以跟積層電感共用設備); 2020 年底月產能為 2 億顆
2. 興勤 (2428): 生產壓敏電阻 (一種保護元件); 耕耘車用領域
3. 聚鼎 (6224): 保護元件
4. 富致 (6642): 保護元件
9. 個股比較: 璟德 (3152)、國巨 (2327)、華新科 (2492):
- 三者中只有璟德產品較單一 (注重於 LTCC),其餘兩公司皆同時接各種被動元件單。
- 營業毛利部分,專做 LTCC 的璟德毛利最高 (2020 年為 59%)、國巨次之 (39.4%)、之後為華新科 (31.6%)
- 資產部分,璟德現金最充裕 (2020 年佔資產 24.4%),其餘為華新科 (13.7%)、國巨 (12.5%)
- 負債部分,璟德流動負債僅 17.2%且沒有任何長期負債 (總負債佔資產 17.6%),是三者中槓桿最低者。
- 產能部分:
1. 璟德:
- 產能: 2020 年達 3.5 億顆/月 (LTCC),並將以每月增加 1 億顆速度增產
- B/B ratio (訂購運銷值比; 見附注 2)為 4
2. 國巨:
- B/B ratio: MLCC 與 晶片電阻均已達 1.5 (2021.03.20)
3. 華新科:
- 2021 年第一季達到 9 億顆/月 (LTCC)
附注 1 利基型產品:
利基市場 (niche market): 指由已有市場佔有率絕對優勢的企業所忽略之某些細分市場,並且在此市場尚未完善供應服務。一般由較小的產品市場並具有持續發展的潛力中,一些需要但尚未被滿足的族群消費者所組成。 (取自維基百科)
附注 2: B/B ratio:
分子的 B 為 Book,代表廠商接單總額; 分母的 B 為 Bill,代表廠商出貨金額。因此若 B/B ratio 大於 1,表示市場供不應求。
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