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DATE - 2022/02/10
頻率元件與半導體緊緊相依 成長劇本「現正熱映中」

2021年對全球石英元件產業來說無疑是個好年,
主要的供應國日本、台灣、中國的業者,
不論從產品報價、營收與獲利來看,都迎來了相當的榮景。

隨著各式終端應用百花齊放,產業界普遍認為,即使連在資本支出上最謹慎、
保守的日廠都在近年都已啟動或預計進行擴產,但頻率元件的需求成長依舊大過供給的溫和增加,
因此即便長短料與疫情等供應鏈不確定因素未解,
供應鏈成員底氣十足,成長的劇本在2022年還是「現正熱映中」。

台系石英元件龍頭晶技董事長林萬興多次強調,觀察頻率元件市場需求與價格走勢,
不難看出每一次的通訊世代轉換,對供應鏈成員來說,都像是坐上一波新的成長列車,
2022年整體石英元件產業將有10%的成長實力,而晶技會挑戰雙位數以上的增幅。
全球MEMS震盪器、石英振盪器(Crystal Oscillator)的市場規模,
在2022~2027年間將以7.3%的年複合成長率(CAGR)成長,到2027年來到50.375億美元。
021年全球石英震盪器市場規模為34.46億美元,
將以7.7%的年複合成長率成長至2026年,屆時規模將達50.1億美元。

產業人士認為,從3G轉換到4G通訊,頻率元件的規格走向升級是種必然,
從4G到5G亦是如此,只不過要上車的門檻愈來愈高,各家業者只能各憑本事。

5G超高速、低延遲、大量連結的特性,使得5G基地台、網通、手機通訊,到智慧工廠、
智慧家庭甚至到車聯網,出現一個新的架構,耗電量、電源管理議題帶動低阻抗的設計趨勢;
使用更高的頻段,意味著石英元件基頻的提高;
汽車電子化大勢則在寬溫化、耐震度上帶給製造商許多新的挑戰。

頻率元件身影隨處可見 與半導體成長緊緊相依
長久以來,頻率元件一直在電子系統中的「時脈訊號」上扮演關鍵角色,讓裝置、
系統之間的數位訊號能同步交換,實現相互溝通,以做出適當反應。
近年來,MEMS震盪器市場規模持續成長,尤其是在更強調品質與可靠度,
或工作環境嚴苛應用上,但產業人士表示,平實來看,依舊有許多應用是MEMS震盪器無法取代石英元件的。

希華董事長曾穎堂在2021年法說會中說道,IC要工作,除了電源類應用之外,
從CPU、GPU到Wi-Fi晶片,整個數位訊號的處理,不論是產生clock或是pulse,
都需要用到石英元件,其與半導體的發展息息相關,只要IC使用愈多,
石英元件被使用的機會也就越大;只要半導體產業持續維持成長,
石英元件的市場規模幾乎能與其維持相當的成長率,這是一大核心。

在5G基礎建設領域,從局端設備的核心網路到小基地台(small cell),
都需配合不同的需求的石英振盪器,業界推測用於無線電單元(Radio Unit;RU)的恆溫控制石英振盪器(OCXO),
將在不久的將來迎接高速成長,扣除中國以外的區域市場,對OCXO的需求會在2023年起飛。

隨著5G手機發展,從2021年下半開始,主流的石英晶體規格已經從38.4MHz提升至76.8MHz,
為了符合電子產品走向輕薄、短小的設計趨勢,結合溫度感測功能的模組化產品需求也增加;
至於被廣泛運用在消費性電子的音叉型(tuning fork)石英晶體需求動能也相當不錯,
在省電裝置、物聯網(IoT)模組上扮演角色。

萬物互聯時代來臨 IoT裝置起飛時間受矚

隨著萬物互聯的時代來臨,大量IoT設備將出現,相比於起跑時間晚於日廠的車用領域,
台系石英元件廠普遍看好IoT裝置的商機,把焦點從傳統的手機、PC等應用,
換到更需要客製化、有特殊需求的家戶、工廠甚至是醫療場所等更多變的環境,這是一個極具成長爆發力的項目。

在智慧家庭、智慧工廠等AIoT的應用中,能否即時處理變得至關重要,
邊緣運算(edge computing)蔚為趨勢,相應的這些邊緣運算平台,也將促成石英元件規格升級。

台嘉碩董事長黃鈺同表示,當手機通訊升級5G,其所空出來的頻段(band),

就可以釋出給物聯網的應用,未來在LTE頻段技術中,
直接共享4G頻段網路的窄頻物聯網(NB-IoT)、Cat-M1相關的晶片解決方案都會慢慢起來,石英元件也將同步受惠。


兵家必爭的車用 潛力十足的元宇宙

自駕技術與先進輔助駕駛系統(ADAS)的發展,顯著帶動感測相關需求,
加上車聯網蜂巢式通訊(V2X)趨勢,以及汽車電子化使得車載無線通訊模組大增,車用石英元件的需求也跟著水漲船高。

業界認為,短期來看,ADAS相關需求將是車用石英元件最主要成長驅動力,
每輛車所使用的石英元件裝置數量將穩健成長,截至2025年之前,
車載石英元件的年複合成長率,保守估計也有10%。
國內石英元件業者如晶技、加高、台嘉碩、希華、泰藝、安碁等,也都將車用產品線開發視為要務。

尤其車用石英元件規格較消費性電子高出許多,對產值貢獻高於單純數量的成長;
多數業者選擇在傳統車廠與Tesla、蔚來、小鵬等新能源車的供貨體系同步開攻,
一方面挑戰更嚴謹、封閉的供貨體系,也不忘先卡位,掌握各式感測、電控系統帶來的新舞台。

針對最近被討論的風風火火的元宇宙(Metaverse),石英元件業者也高度關注,
所有元宇宙裝置,不論AR/VR/MR都會需要用到無線通訊技術,
這會搭上Wi-Fi 6/6E升級,而穿戴式裝置中,各種不同感測器的節點,
也都需要用石英元件將不同的通訊規格做連結,把影像、聲音訊號整合在一起。

另一方面,元宇宙概念中所需要傳輸的訊息量相當大,通訊模組的數量也得增加,
各廠相當積極,希望在Design-in案中搶進關鍵供應鏈、拿下最多的件數。

台廠如何在國際舞台再下一城?
目前全球石英元件供應商主要來自日本、台灣與中國,其中,日廠在成本競爭力考量下,
逐漸淡出毛利率不佳的應用市場,但在製程技術、材料設備的實力上仍站有關鍵地位。
台廠則靠著不斷的努力,在頻率元件產業中佔有一席之地。

以小型化石英元件、消費性應用見長的晶技,2021年營收規模約是新台幣152.45億元,
已成為全球龍頭;由於石英元件產業規模沒有特別的大,
中國政府也並未傾國家之力扶持此一產業,但在封裝尺寸2016以上的規格,
中系業者也都在設備、材料、製造上培養出自有體系,
在中大尺寸產品上市場競爭與價格廝殺會最激烈。

如何在國際舞台上再下一城,是台系石英元件廠要面對的問題。
晶技近年來資本支出持續擴張,積極發展半導體晶圓級的3D封裝製程技術與產線建置,
瞄準的就是在高頻化與模組化,所帶動的小尺寸石英元件需求。

希華除了持續往上游材料做垂直整合、更與日本石英元件指標性大廠達成技術合作,
並與主攻5G通訊、衛星通訊、軍事的紐西蘭公司Rakon合作,
2021年已啟動日本子公司廠區的擴充,導入新製程瞄準5G時代後的新濾波器商機。

在車用耕耘最深,且產品線包含表面聲波濾波器(SAW)的台嘉碩,
日前宣布與美國Akoustis進行策略結盟,從開發協議到股權結構都有實質互惠,
將偕同雙方在XBAW射頻諧振器與濾波器、SAW/TC-SAW所累積的經驗與技術,
開發下一代通訊產品,提供更完整的完整頻率元件產品線。

台廠正各自出招,盼能在全球頻率元件市場成為不可或缺的存在。