2017 年 12 月 8 日,全球砷化镓(GaAs)代工龙头公司稳懋半导体(Win Semiconductor)宣布,博通(Broadcom)子公司新加坡商安华高(Avago Technologies International Sales  Pte. Limited)将以每股 277 元认购 2 千万股私募,总计斥资新台币 55.4 亿元(约合 1.85 亿美元),资金将于 2017 年 12 月 22 日前到位。
 
按稳懋半导体 8 日收盘价新台币 286 元折算,安华高(Avago)将持股 3.25%,成为仅次于天合兴业、叶国一的稳懋第三大股东。 
 
同时,稳懋亦与 Avago 签署备忘录,以不超过 3700 万美元的价格收购 Avago 的异质接面双极电晶体(HBT)生产线的机器设备,Avago 产能全数转由稳懋代工。 
 
根据稳懋的财报,由于智能手机需求较往年增加及光电元件(VCSEL)出货增,其 2017 年 11 月的营收为新台币 18.87 亿,较去年同期增长 73.33%;2017 年 1-11 月合计营收为新台币 151.22 亿,较去年同期增长 20.71%。
 
预估全年总营收超过 170 亿新台币。
 
那么稳懋半导体一家什么公司呢?值得博通也要注资以求得产能?下面我们就来了解一下稳懋半导体。
 
 
成立于 1999 年的稳懋半导体是全球第一家以 6 寸晶圆生产 GaAs MMIC 的专业晶圆代工服务公司,是当时全球第六家可提供以 6 寸晶圆生产砷化镓芯片技术的厂商。目前是全球最大的砷化镓晶圆代工厂,占有全球砷化镓晶圆代工份额超 60%。
 
2016 年,稳懋半导体宣布跨入光通讯市场,并自建 EPI,主要提供美国、日本、加拿大客户客制化一条龙生产服务,包括磊晶、二次磊晶及光电元件制造,材料及元件特性描述、测试服务;其中,磊晶与光电制造能力可供 2、4 寸的磷化铟基板使用。
 
一、公司经营情况
 
 
公司营收呈逐年增长态势,2017 年受惠于 3D 感测器的订单,有望创下历史新高,达新台币 170 亿。
 
二、产能和市场情况
目前稳懋半导体三个工厂月产能合计约 30000 片,产量约占全球的 20%左右。据悉目前三厂月产能约 6000 片,未来视市场行情可扩充至 30000 片。2016 年产能利用率 90%。
 
2016 年销售区域比重为亚洲占 90.81%(其中台湾销售比重约为 15%)、美洲占 6.24%、欧洲占 2.95%。
 
根据 Strategy Analytics 的研究数据,2016 年全球砷化镓元件市场(含 IDM 厂之组件产值)总产值约为 81.9 亿美元,2015 年是 81.2 亿美元,2014 年是 74.3 亿美元。稳懋半导体在全球砷化镓器件市场占有率约 5.30%。 
 
 
Strategy Analytics 的研究报告同时指出,2016 年代工市场规模为 6.5 亿美元,稳懋半导体在代工市场市占率超过 60%,达到 66.40%。
 
 
根据公司 2017 年第三季财报数据,产品应用为手机相关营收比重约为 40-45%, WiFi 比重约为 30-35%,Infrastructure 比重约为 15-20%,其他收入约 10%。
 
稳懋半导体主要客户是博通,营收占比约 30%~40% 为最大客户,其他客户还包括 Skyworks、Qorvo、锐迪科(RDA)等。据悉 2017 年公司获得高通的 PA 订单以及 Lumentum 的 3D 感测器(供应苹果),进一步稳固了公司的龙头地位。
 
根据公司公开资料表明,HBT 用于手机 PA,营收占比 60-70%;pHEMT 主要用于 switch,营收占比 20-30%;BiHEMT 用于利基型产品例如 IoT,营收占比小于 5%。
 
三、公司股权结构
截止 2017 年 4 月 18 日,公司前五大股东为天合兴业(5.38%)、叶国一(4.15%)、新制造劳工退休基金(3.65%)、德银托管小额世界基金公司投资专户(3.56%)、陈进财(3.08%)。本次博通注资新台币 55.4 亿元(约合 1.85 亿美元),持股约 3.25%,将成为公司第五大股东,也是公司第三大单一股东。
 
四、工艺技术情况
目前砷化镓晶体管制程技术分为三类:HBT(异质介面双极性晶体管)、pHEMT(应变式异质介面高迁移率晶体管)、MESFET(金属半导体场效晶体管)。
 
稳懋半导体技术团队实力整齐,技术多为自主,并且水平层次高,提供先进及关键性技术的制造服务,在无线宽带通讯的微波高科技领域中,稳懋主要提供 HBT、pHEMT 两大类砷化镓晶体管制程技术,产品线可满足 100MHz 至 100GHz 内各种不同频带无线传输系统的应用。其中射频模块中的各电路产品中,功率放大器(PA)系以 HBT 来设计,而微波开关器(RF switch)则利用 D-mode pHEMT 来设计。
 
图片来源:公司网站
 
稳懋半导体目前已进入量产之产品,包含 1 微米 HBT、2 微米 HBT、0.5 微米 pHEMTSwitch、0.5 微米 power pHEMT 和先进的高频 0.25 微米、0.15 微米、0.1 微米 pHEMT。公司在 0.25 微米的 pHEMT 制程拥有领先技术,在制程缩微方面,也已经切入 0.1 微米领域,高阶制程持续领先同业。
 
1 微米 HBT 可应用于 OC-768, OC-192 光纤通讯 / 光纤网络元件中的发射器和接收器等主动元件。
 
2 微米 HBT 与 0.5 微米 pHEMT Switch 主要应用于移动通讯装备(Cellular Terminal)和无线区域网络(WLAN)。
 
0.25 微米、0.15 微米、0.1 微米 pHEMT MMICs 可应用于卫星通讯(SATCOM & VSAT)、汽车业的自动巡航和点对点基站的连系。
 
0.5 微米 pHEMT 可应用于卫星通讯、全球定位系统(GPS)、有线电视调频器(Cable TV tuner)、交通电子收费装置(Electronic toll collection)、无线区域性网路、光纤网络等。
 
迎接 4G 及 5G 时代高功率、高效率基站的应用需求,稳懋半导体已于 2013 年研发完成氮化镓(GaN)制程,并于 2016 年开始试投产,提供给客户在代工服务上有更多的选择。
 
稳懋半导体凭借 HBT、pHEMT、BiHEMT 及 GaN 等及光通讯多元技术,可同时满足各种应用需求,并可协助客户快速发展新产品,并提供客户 one-stop shopping 及 total solution 的服务。
 

 

五、砷化镓产业链
砷化镓半导体相较于硅半导体具有高频、抗辐射、电子迁移速率快、耐高温等特性,主要应用在无线通讯、光通讯上,其中以无线通讯(2G/3G/4G/Wi-Fi)的普及为带动砷化镓产值的最大动力。
 
砷化镓产业上游关键材料为砷化镓磊晶圆,产业链由上而下为 IC 设计、晶圆制造及封测,整个产业除晶圆制造外,设计与先进技术仍掌握在国际 IDM 大厂,砷化镓晶圆制造市场中,IDM 公司仍占有超过 70%的生产规模。
 
砷化镓产业最上游为基板,其次为关键材料砷化镓磊晶圆,包括 MOCVD 及 MBE 砷化镓磊晶技术;中游为晶圆制造及封测等,整个产业除晶圆制造外,设计与先进技术主要仍掌握在国际 IDM 大厂;下游则为手机、无线区域网络制造厂以及无线射频系统商。
 
 
受惠于物联网市场,Wi-Fi 用 PA 用途包括工业级物联网、车联网、Wi-Fi 路由器、医疗物联网等需求,将推升 Wi-Fi 在终端装置的渗透率大幅提升,同步带动基站基础建设成长。
 
六、稳懋成功之路
台积电开创的晶圆代工的模式突破了元器件把持于大型整合元件厂(IDM)的垄断,代工技术为具备 IC 设计专长的公司提供了方便,可以不需要花费大量的投资在其不擅长的半导体制造领域。IC 设计公司致力于新一代 IC 的开发,晶圆代工公司则致力于开发更先进的制程技术与提供更完整的解决方案。也在这双赢的策略下顺利突破过去 IDM 大厂从 IC 设计到制程技术一手垄断的现象,并各展现出极具竞争力的成本优势。目前台积电已经在纯晶圆代工市场上占有 55-60%的份额
 
早期的砷化镓晶圆厂硅基产品一样,都集中于欧美等先进国家,其核心包含了砷化镓 IC 设计与砷化镓半导体制程技术。
 
借鉴台积电硅晶圆代工的经验,稳懋半导体也创造了砷化镓晶圆代工模式。近十年来,砷化镓晶圆代工受到通讯与无线网络的蓬勃发展,功率放大器等元件的大量需求趋使更多的 IC 设计业者也加入砷化镓半导体 IC 的开发与普及化,同时促成更大规模的砷化镓晶圆代工的模式正式成型。随着砷化镓半导体的应用普及与代工模式的成功,一是促使砷化镓 IDM 公司也开始步硅 IDM 公司的后尘,走向轻晶圆厂(Fab-lite)与纯模块设计制造厂的商业模式,二是加速了砷化镓半导体器件设计公司的成长。
 
IDM 将多数制程外包给其他的晶圆代工厂,保留 IC 设计并同时提供模块化的射频 IC 与射频解决方案,晶圆代工对象主要是集中于已构建出完整的砷化镓制造供应链与经验的厂商(包括稳懋、宏捷、环宇等)。
 
稳懋半导体致力于开发出兼具成本与效率的制程技术,不但筑起了新加入者不易跨越的进入障碍,也开创了欧美同业不易模仿的成本优势,进而加速欧美砷化镓 IDM 转入轻晶圆厂(Fab-lite)甚至无晶圆厂(Fabless)的经营模式,更进一步加深对代工厂的依赖。经过十余年积累,稳懋已经在先进制程技术上与欧美砷化镓 IDM 公司并驾齐驱,由最初的技术转移到自主研发,成功地打破了只能接收由 IDM 公司移转淘汰技术的定律,目前已经与大多数的 IDM 公司进行先进技术的合作开发,成为全球拥有新世代制程技术的领导厂商之一。
 
日前,博通宣布将 HBT 产能全部交由稳懋就足以说明问题。
 
七、全技术整合,5G 和光电子现商机
有相关报道指出,5G 正式商用前,基础建设的前期研发将陆续在 2018、2019 年启动。针对 5G 议题,稳懋持续看好长期走势。
 
稳懋表示,虽然无法直接说明 2018 年的 5G 会有多大营收,但 Pre-5G 已经有很多龙头大厂在进行研发,所以 2018 年的趋势是不错的。
 
稳懋表示,不管 5G 相关制程使用哪一种材料,其实没有太大差异,稳懋既有制程技术绝对都可以因应,稳懋可已做到大概 110、120、130GHz 的超高频段 PA 都没有问题,目前揭露的 5G 产品,频段也不过 60GHZ,应该没有太多疑虑使用哪种材料,不管是氮化镓(GaN)、砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)材料,都已投注资源持续研发。
 
稳懋除了应对 5G 商机外,还积极抢入光通讯领域。
 
稳懋对于光通讯运用前景相对乐观,光通讯对公司来说,不只是要一种应用,像是 2.5G PON、5G PON、10G PON 磊芯片等相关研发,稳懋都已经陆续投入,目前 2.5G PON 产品不管磊晶或是制程都已经达到业界所要求的水平,处于认证中阶段,暂时还没有贡献利益,10G PON 预估 2017 年底则可望达到业界所要求的水平。目前虽然只是少量客户开始应用,但光通讯未来各种应用端、硬件都可涵盖,产值跟现在比起来会增加多少倍虽未有具体数字预估,但绝对是倍数以上成长。
 
正是由于稳懋半导体积累了近 20 年的经验,具备技术整合优势,也有垂直整合的优势,获得全球光通讯龙头厂商的青睐,协同开发,公司又累积了光通讯的经验与基础,才能助力客户 VCSEL 产品的成功。
 
八、竞争对手
1、宏捷科技
宏捷科技创立于 1998 年 4 月,以制造砷化镓异质界面双极晶体管(GaAs HBT)与假型高速电子迁移率晶体管 (pHEMT) 为主之芯片代工厂。2016 年产品线营收比重为砷化镓芯片占比为 99%、其他占 1%。
 
HBT 终端主要运用于手机以及 WiFi 所需之功率放大器(PA),其中手机之比重约在 65%,WiFi 应用领域约 35%。pHEMT 主要应用于 Switch, pHEMT 之业务营收比重约提升至 14%。
 
客户方面,第一大客户为美商 Skywprks,约占公司营收的 80%以上,公司为其唯一 HBT PA 晶圆合作伙伴,下单的产品以 2G 功率放大器为主。由于 Skywprks 目前在扩建自有产能,恐将对公司营收产生影响。
 
第二大客户为 Mircochip,2010 年收购 SST。
 
其他客户包括上游 IC 设计公司。
 
2、环宇通讯
环宇通讯是全球主要提供 III-V 族化合物半导体(GaAs、InP、GaN、SiC)和光电元件专业晶圆代工制造服务,以制造技术领先,高性能、高质量的半导体组件的厂商,采用 4 吋晶圆生产。
 
环宇通讯成立于 1997 年 8 月,主要从事砷化镓 / 磷化铟 / 氮化镓高阶射频及光电元件晶圆制造代工,是美国在射频和光电元件晶圆领域里之技术领导者和唯一纯专业晶圆制造厂。成立之初获美商 Anadigics 签订 InGaP HBT 技术转移合约,公司大股东有 Koppel 及 Qorvo。
 
晶圆代工部分包括射频元件(RF Devices)及光电元件(Optoelectronics Devices) 晶圆。光电产品部分包括制造及销售砷化镓(GaAs)和砷化铟镓(InGaAs)光探测器(PIN PD),产品可应用于 155 Gbps 到 10 Gbps 光通讯领域。
 
2015 年起,公司计划持续降低射频产品营收比重,转向以技术授权为主,并积极布局光电产品,与稳懋半导体形成错位关系。2016 年,公司光电元件晶圆代工占营收比重约 62%,砷化镓代工占比约 33%,技术服务收入占比约 5%。
 
3、全讯
全讯科技股份成立于 1998 年 6 月,主要从事微波半导体元件、集成电路与微波放大器暨混成电路模块。每年从台湾军方获得不少资助。
 
公司主要产品包括砷化镓低噪声及功率元件、固态功率放大器及模块以及微波次系统产品,产品的应用频率从 0.5GHz 至 40GHz。
 
2016 年产品营收比重为微波放大器及模块占 68%、微波集成电路占 4%、场效晶体管元件占 7%,微波次系统及其内自制组件占 21%。
 
4、联颖
联颖光电成立于 2010 年 10 月,为联电集团新投资事业群的一员,原先利用联华电子 FAB6A 产线进行生产,2016 年正式接收联华电子 Fab6A 所有固定资产以及所有 150mm 硅基 CMOS 产品线,打造竹科第一座 150mm GaAs 纯晶圆代工服务公司。
 
藉由提供 III-V 族及 CMOS Specialities 业界最广泛产品组合的 150mm 晶圆代工服务,以及优化的独特双轨式晶圆代工商业模式,配合先进的 III-V 族工艺与制造设备,利用规模化生产以提供客户高度竞争力的附加价值,将更能贴近市场与客户需求,灵活调变砷化镓产能的扩展幅度,为全球客户提供更好的晶圆代工服务产能支持。。
 
工艺制程包括 2.0μm InGaP HBT、0.25μm~0.5μm pHEMT、0.25μm~0.5μm power pHEMT、IPD 技术。
 
5、其他
国内三安集成、海威华芯、立昂东芯都在短期内无法对稳懋半导体形成冲击,但是对宏捷、全讯、联颖、环宇会形成冲击。新进者的障碍就是砷化镓工艺制程相较硅制程有着更加漫长的客户验证周期。
 
2016 年 7 月,环宇与三安签订 MOU,规划 2016 年底前设立合资公司,公司以技术入股方式,与三安共同合力启动 6 吋生产计划。因美国 CFIUS 对合并案存疑,并购案最后宣告破局。