岳阳市公安局人事名单:電子材料產業之發展

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我電子材料產業之發展 2011-12-07

目前將電子材料列為發展重點產業的不僅我國,中國與韓國也積極推出中長期材料發展計畫,可預見未來電子材料市場競爭之程度,也凸顯未來三至五年內,將是台灣發展電子材料的關鍵。為求生存及增加競爭力,台灣電子材料產業不只需要下游電子廠商的支持,同時需要政府長期發展的眼光與視野,投入高風險但具未來商機之材料,如發展碳化矽材料、可撓式顯示器基板材料、鋰電池材料等等,以確保未來台灣在新興電子產業領域的競爭能力。

文:葉仰哲

電子材料為資訊電子等相關工業之磐石,其涵蓋範圍非常廣泛,若依材料性質,可區分為有機及無機兩大類;若從功能特性來看,又可分為半導體材料、光電子材料、電子陶瓷材料、磁性材料、儲能材料、敏感材料等;若從應用產業或領域區分,亦可歸納為半導體材料、顯示器材料、印刷電路板材料、電池材料、記錄媒體材料、被動元件材料、光纖光纜材料等。

電子材料之定義,為應用於IC製造、平面顯示器、構裝、印刷電路板、記錄媒體、小型二次電池等產業的材料,其主要功能在於本身為光機能性,或會影響產品電氣性質的材料。

由於電子材料需按下游應用設計而製造,其攸關製成品品質之良窳,加上下游技術演變快速、客戶必須認證且重視品牌,因此產業進入障礙高、學習曲線長。此外,台灣產業之所以可以蓬勃發展,向來都是藉由發展下游產業再轉以逆向整合模式去促動上游發展,電子材料亦不例外。例如下游半導體製造、IC構裝、顯示器等產業都因蓬勃興起後,帶動了上游材料的殷切需求。(電子材料產業範疇請見表一)

我國電子材料產業特性

綜觀我國電子化學材料製造業相較於其他傳統產業發展時程較短,因此相關基礎架構仍不完整,加上大部分材料仍多仰賴進口,更突顯出電子化學材料自主性的重要。有關我國電子材料產業特性,可從四方面探討。

一、占下游產品的生產成本比重高

以TFT LCD顯示器為例,零組件、材料及化學品合計占其生產成本高達55~60%;在構裝方面,BGA封裝型態的材料成本亦占近五成,以一般導線架封裝型態而言,其材料占30~40%的比例,IC製造則較低,其材料成本約8~9%。

二、對下游產品的性能影響至鉅

電子化學材料之良窳會關係到下游產品的電氣性能、保護程度或顯示效果,是最終產品性能、品質的關鍵影響因素之一。

三、電子材料供給影響下游產品之產出與成本

在電子產業景氣上升,產能利用率提高之際,電子材料之供給影響產出,如TFT LCD之玻璃基板、偏光板用之TAC膜,皆曾因缺料使下游產出減少,或因材料價格上漲,提高製造成本;而在電子產業景氣下滑之際,廠商紛紛尋求降低成本之道,如上述所言,材料的成本比重高,改使用擁有低成本的國產材料比減薪裁人的效果更為顯著。

四、下游應用產業從生產/製造導向轉為研發/設計導向的關鍵之一

從事研發與設計必須掌握材料之規格與供給,甚至了解材料研發之方向與進展,方能配合下游應用之生產。近年來在政府大力推動下,我國光電、電子、資訊產業發展突飛猛進,尤其是個人電腦及其週邊產品,更成為全球主要生產基地,創造輝煌的成果。過去台灣電子資訊工業多從下游組裝產業發展,再向上發展相關零組件產業,然而電子產品生產所需的關鍵性材料及高階零組件大部分卻仍仰賴進口,造成進口依存度居高不下的情形。國內相關業者受到上游國外原料供應商及下游應用產品低價化的三明治擠壓下,利潤空間逐漸縮小,嚴重影響整體產業的興衰。而在國內外產業環境變化下,我國製造業之發展及廠商在經營上均面臨極大的挑戰,因此建立自主的上游關鍵性材料及零組件,以強化下游電子產業之國際競爭力,擴大產品在國際市場之占有率,已成為當務之急。

2011年全球電子材料產業概況

2011年全球半導體、構裝、PCB、平面顯示器與能源材料(含太陽光電及鋰電池)等電子材料市場預計達1,155億美元(見圖一),較2010年成長4.9%,雖已脫離金融海嘯陰霾,但恐陷入另一波電子產業動盪之中,其中LCD與PCB的材料市場有較大的成長,半導體材料面臨景氣不明,矽晶圓年成長率僅達6.4%,平面顯示器材料產業因2011年第二季起面板景氣滑落,所幸因2010年市場基期較低,2011年市場需求可望仍有一成的成長。預期2012年全球電子材料市場跟隨下游電子產業景氣動盪,較2011年小幅成長4.89%,達1,211億美元。

若以電子材料各產業市場規模大小觀之,市場需求較高者為能源材料與半導體材料,比重分別為37%與21%,2010年全球市場值分別約372億美元與229億美元,主要在於能源材料因環保趨勢帶動需求,太陽電池與鋰電池未來在綠色發電與電動車上均會有較大幅的成長,未來將成為電子材料的主流。而半導體材料市場大部分來自矽晶圓,受惠於半導體廠的新增產能陸續開出,對於矽晶圓的需求將持續增加,矽晶圓價格將持續上漲;2010年12吋矽晶圓從90美元上漲至110美元,而8吋、6吋矽晶圓部分,短期內亦供不應求,價格皆有調漲;至於光罩廠商產能亦呈現滿載,且隨著高階製程的投產比重增加,光罩的市場值也有成長。

在PCB材料方面,由於景氣復甦,以及銅價上漲和玻纖布短缺,價格逐漸調漲。2010年全球PCB材料市場將有17%的成長,預期2011年電子產品需求雖然會持續成長,但在價格再調漲的機會較小的情形下,僅會有8%的成長。

在顯示器材料方面,偏光板上游材料TAC與PVA的供應商確定LCD產業景氣復甦,開始投入擴產行列。2010年7月TAC供應商Fujifilm發表改造與新設三條生產線計畫,將熊本菊陽II廠Fab4幅寬由1,475 mm增至1,960~2,300 mm、神奈川足柄工廠Fab3改生產1,330~2,300 mm幅寬的VA用補償膜,並新設熊本菊陽IV廠Fab7,產能達7,000萬平方米,預計2011年10月完工量產。台韓兩國的TAC膜廠達輝與HYOSUNG目前仍在送樣測試階段,將先以生產太陽眼鏡與3D眼鏡用TAC膜為主,HYOSUNG計畫於2011年導入第二條生產線並跨入生產補償膜,此外韓國的SK Energy也有意進入TAC膜的市場。而PVA膜供應商Kururay與日本合成化學皆有擴產計畫,皆預計於2012年第一季量產。

我國電子材料產業現況

我國電子材料產業的產值在2010年達新台幣3,205億元,較2009年成長43%,已超過2008年的高點,展望2011年在受下游電子產業景氣疑慮,以及部分材料的價格大幅下滑下,將會有小幅衰退。

但受惠於半導體市場復甦,以及國際矽晶圓大廠在營運成本與效率考量下關閉小尺寸產線,移轉產能生產8吋及12吋矽晶圓,小尺寸矽晶圓將供不應求;如合晶加速其楊梅廠6吋矽晶圓的擴產計畫,月產能由50萬片擴充至60萬片;中美矽晶為擴展產能,併購日本Covalent的矽晶圓事業部;DNP在台設立的台灣大日印光罩科技(DPTT)落成啟用,為DNP在日本以外的亞太地區首座工廠,將生產65與40奈米等級的高階光罩,以供應聯電、力晶、茂德與旺宏等DRAM廠商。

在構裝材料方面,Intel處理器使用之覆晶載板,原本主要向日本NGK、新光電氣(Shinko)、Ibiden等日系業者採購,現NGK的訂單移轉到南亞電路板生產,未來南電將持續與NGK協商取得專利授權,並開始自建後段載板產能,於2010年年底達成自行生產載板前後段製程。

在PCB材料方面,台灣目前生產電解銅箔的廠商已達六家,其中以長春與南亞的供應量最大,在PCB產業競爭激烈下,廠商紛紛轉往鋰電池電極用銅箔的生產,長春、南亞、金居與李長榮科技均已出貨予鋰電池廠商。

在側光式LED背光模組比例增加下,擴散板廠穎台也轉投入導光板的生產。偏光板材料部分,長春石化順利完成PVA膜開發,在TN與STN型顯示器使用之PVA膜已經進入客戶評價與導入階段,並計畫後續將朝向TFT-LCD用之PVA膜進行開發。

我國電子材料產業所面臨之挑戰

不只我國將電子材料列為發展的重點產業,中國與韓國也積極推出中長期材料發展計畫,在中韓兩國的下游電子產業支持下,我國的競爭對手不只是既有的領導國家日本而已,未來中韓兩國亦將成為競爭的對手。

* 韓國推展十大核心材料政策

韓國政府為提高零件材料的競爭力,除了培養研發技術人員與協助企業進行零件材料的生產開發、致力生產以取代進口之外,更推出推動「固有品牌材料開發事業」,在綠色成長及新成長動力產業中,篩選出全球市場有10億美元以上,及韓國廠商有機會取得三成市占率的十大全球核心材料(WPM,World Premier Material)項目進行開發,預計至2018年韓國政府將投入1兆韓元進行材料開發,並吸引韓國企業也投入10兆韓元進行投資,以期於核心材料市場的營收達40兆韓元,並創造3萬個就業機會,使韓國成為全球第四大材料供應國。

在十項核心材料中,有可撓式顯示器基板材料、高能源二次電池電極材料、高純度碳化矽材料與LED用藍寶石結晶材料等四項與電子材料相關,即韓國看好未來可撓式顯示器興起與LED在照明的發展,故投入上游材料的開發。而綠色與能源的議題將持續延燒,具有低損耗(省能)、優良的高週波特性(電力元件及模組的小型化)、高耐壓(對高動作電壓較有利)特性的碳化矽材料與鋰電池電極材料也列入當中,特別的是高能源二次電池電極材料的項目中還有美國的Johnson Controls、法國的 SAFT與日本的 ENAX 等國外廠商加入此開發計畫。

韓國政府與廠商有長期投入的決心與眼光,每項材料投入數億美元,由大廠帶領中小企業與研究機構進行材料的開發,若開發成功順利量產販售,將對台灣的材料產業,特別是具發展潛力的數項電子材料造成威脅,甚至影響台灣下游鋰電池、LED、軟性顯示器與高功率元件等產業的發展。

* 中國推展新材料產業政策

材料為一切製造業的基礎,因此材料的發展對於一個國家成為世界的強國極為重要,所以中國提出加強奈米材料、電子資訊材料、新型功能材料、高性能結構材料等新材料的發展,並將新材料列為「十二五」(中華人民共和國國民經濟和社會發展第十二個五年規劃綱要)中的「戰略性新興產業」。

在十二五計畫中,中國將積極發展微電子/光電子材料與零件、新型功能與智能材料、高性能結構材料、奈米材料與零件、先進超導材料、高效能源材料、生態環境材料等新材料技術,進行材料的研發與設計、製造加工與評價、高效利用、工程化等關鍵技術的研究;同時努力培育半導體照明工程、新型顯示及材料、高性能電池、稀土功能材料、高性能纖維及複合材料、軍民兩用材料等高成長、高帶動的戰略新興產業;傳統材料產業方面,則大力推進鋼鐵、非鐵金屬、石化、輕工、紡織、建材等量大的基礎性原料的關鍵共通性技術重點突破,推動綠色製造,以因應氣候變化,提升產業整體競爭力,實現結構調整與產業升級,促進中國材料產業不僅變大而且要變強。

我國電子材料產業優劣分析

我國電子材料產業優勢之一,為材料是產業價值鏈中較具附加價值的部分,其價值在於獨家配方(Recipe)而非僅是材料本身,包含公司所投入的研發資源及相關智慧財產權。另外政府對於電子材料相關研究計畫的支持,則是我國發展電子材料產業的另一個優勢,政府透過經費的補助,包含科專計畫擴大到一般業界皆可申請,租稅減免、各縣市科技企業專區的設立,都是業界發展時相當大的優勢。此外,我國廠商普遍在製程控制、生產成本的掌控上,擁有較高競爭力,也是我國電子材料廠商另一競爭利器。

在劣勢方面,由於我國廠商在材料產業的發展腳步較慢,因此現階段的研發技術與國際先進技術仍有明顯落差,專利布局落後於日本與歐、美大廠,加上智慧財產權的觀念不強,即使材料順利通過驗證量產,後續仍可能會有專利糾紛的問題產生。一般材料產業研發投入大且回收期較長,國內廠商在規模上相對較小,較不易達到有效經濟規模。此外,從半導體產業到平面顯示器產業的發展,材料始終是我國產業競爭力的瓶頸,由於我國在電子產業吸納大部分的優秀人才,以至實際投入材料產業研發者鳳毛麟角,產業人才失衡是產業發展的隱憂。以日本有機電激發光顯示器產業為例,從材料開發乃至整體顯示器的研究,日本山形大學都扮演了關鍵性的角色,而我國大學院校在材料開發上仍顯得零散,這些都是我國電子材料產業的劣勢。

至於外部機會方面,我國在電子產業上的成就有目共睹,下游市場雖因景氣起伏而動盪,但舉凡晶圓代工製造、半導體封裝、PCB生產,面板之出貨量與產能皆居全球前三大,相關的市場需求將驅動本地供應鏈的建立,為我國材料廠商提供了寬闊的舞台。

然潛在威脅是,韓國材料廠商的快速崛起。韓國材料廠商的規模遠大於我國的廠商,挾其在下游產業的主導優勢,積極跨足材料研發和設備製造,全方位發展鞏固其市場龍頭地位,其慣用價格競爭策略擴大市場占有率,築高新進入者的障礙,會是我國廠商欲進入此一市場面臨的考驗之一。

最後是日本、韓國電子資訊廠商在中國大陸的布局,雖然材料產業人事成本所占比例較低,但材料西進的趨勢依然不可忽視,中國大陸下游電子產業的興起是否帶動新一波材料廠商至中國大陸投資的風潮,也是國內電子材料廠商可能面臨的潛在威脅。
在未來三至五年內,將是台灣發展電子材料的關鍵,在中國與韓國投入長期的材料政策下,台灣的電子材料產業將面臨嚴峻的考驗。為求生存及增加競爭力,台灣電子材料產業不只需要下游電子廠商的支持,同時需要政府長期發展的眼光與視野,投入高風險但具未來之材料,如發展碳化矽材料、可撓式顯示器基板材料、鋰電池材料等等,以確保未來台灣在新興電子產業領域的競爭能力。(作者為工研院產經中心IEK資深產業分析師)