今(2000)年上半年以來，由於資本市場蓬勃發展，使國內多餘的資金不斷尋找新的高科技產業，以期及早切入市場，並作多角化及轉投資布局準備。自從博達及全新在砷化鎵(GaAs)磊晶圓嶄露頭角後，便掀起一股無線通訊熱；陸續有許多上市公司及集團，看好手機市場的發展，投資砷化鎵產業。

但是，近期訊息顯示，產業狀況恐不如預期樂觀。通訊晶片大廠科勝訊(Conexant)表示，對明年電腦通訊景氣持保守看法，樂觀狀況為明年下半年景氣始回溫，明年與今年持平且委外下單量可能與今年相當。另原先統一、寶成及仁寶集團投入6吋砷化鎵代工之大統合半導體公司，亦將暫停公司的營運，若照此情況推衍，則產業投資將修正或降低資本支出，增加砷化鎵公司籌資及建廠的困難度。

再者，砷化鎵現在多數應用高頻領域，市場廣泛度不似矽產業。砷化鎵現階段最大、也成長最快的應用則是行動電話；而今年下半年手機市場需求不振，因此令人好奇的是台灣這麼積極地投入磊晶圓及代工廠，是否會造成供過於求，或者產品價格在低價手機逐漸成為趨勢後，業者的獲利是否被壓縮？

本文將就此產業現況及未來的市場成長條件作評析，來探討需求是否仍可樂觀預期，或者該用較保守心態看待，至於產業技術發展狀況，本文則不多作深入探討。

砷化鎵產業結構逐漸成型

(圖一)為砷化鎵產業結構，整個砷化鎵供應鏈與矽晶圓產業有相仿之處。我國廠商在無線通訊技術興起後，從高頻應用IC設計、中下游的封裝與測試，再延伸至砷化鎵之磊晶片之製造、代工。在IC製造及代工部分，國內廠商大舉投入，希望延續國內在矽晶圓產業的優異表現；在封裝及測試部分，一向為國內半導體產業最具優勢的部分，國內介入廠商也較多，但實際成果目前仍有限。

《圖一　》

在砷化鎵供應鏈中，相對獲利狀況較佳，且具競爭力之國際策略合作廠商，則是在射頻模組(RF Module)方面，包括上市公司之環隆、國碁以及準上櫃公司同欣電子等。其中，國碁及同欣均為功率放大器(PA)大廠的模組代工廠，競爭力不容取代，未來仍相當看好國外大廠來國內下單的趨勢。

然而，短期內產業成長性仍可能因手機需求不如預期而受到影響。例如近期承接全球前10大RF IC大廠Conexant功率放大器模組訂單的國碁、同欣，因科勝訊製程轉換及下游訂單在消化庫存後並未見回流影響下，暫停或減少對國碁及同欣的下單；另同欣兩個重要客戶三星及飛利浦的下單量減少，都將影響此產業在短期內的成長。

在IC設計方面，射頻IC設計需考慮系統規格和製程參數，技術的難度相當高。國內投入砷化鎵設計公司包括和康聯邦國際、大紘、漢威、全訊、和茂及聿勤等，目前在RF IC設計已陸續有產品推出，但市場性及實際獲利則還在起步狀況。主要是由於國內廠商沒有機會參與產品規格制定，設計上需仰賴與國際大廠的合作；但與國內手機製造廠合作，及短距離無線傳輸市場，則是我國設計公司有機會切入的市場。國外大廠則是以CDMA規格制定的Qualcomm為主，而RFMD則是與其合作的砷化鎵IDM大廠，兩者均名列全球前10大的RF IC大廠。

砷化鎵應用範圍

砷化鎵應用在頻率超過１GHz以上的無線傳輸，其大部分都必須使用砷化鎵作為射頻晶片模組。砷化鎵高頻傳輸的優異特性，得以被應用在行動通訊與短距無線區域網路(WLAN、Bluetooth)，乃至於光纖通訊、衛星通訊、點對點微波通訊、衛星直播、有線電視、數位電視應用、汽車導航系統、汽車防撞系統及光電元件LED元件等應用。

手機為最大商業應用市場

功率放大器一直是無線手機的關鍵元件，影響通話時間與電池壽命的長短。科勝訊為功率放大器運用砷化鎵異質雙極電晶體(HBT)之領導廠商。在行動電話當中，最重要的晶片就是射頻(Radio Frequency)與基頻(Base)的模組。以手機市場來看，一隻手機約需使用2～3顆功率放大器，目前多採用砷化鎵化合物半導體製成；而以矽製成的功率放大器則多用於通訊頻率1GHz以下的產品。

此外，功率放大器目前也可分為模組化(PA Module)及微波晶體電路元件(MMIC)兩種形式，其中日系業者多生產模組化的功率放大器，而其餘業者則多偏向於生產MMIC的功率放大器為主。

在產量及產值上，目前砷化鎵製成的功率放大器模組需求量最大。2000年預估全球約有3.1億顆的需求，產值可達458億日圓；至2004年產量及產值將成長至7.2億顆及765億日圓，複合成長率達23.5%。值得注意的是，MMIC的功率放大器今年產量及產值上均低於矽製成的功率放大器。

至2004年，MMIC需求量將可達2.5億顆，並將超過矽製成的功率放大器1.9億顆的需求量。目前功率放大器應用在GSM系統的使用量比例最高，約佔60％；而CDMA則佔21.3％。未來功率放大器所佔的市場，也將視GSM與CDMA的市場發展而定。

在主要供應商方面，以RF MD供應量最大，約佔市場22.3％；目前並致力於發展各項高頻通訊用的半導體產品，在功率放大器上也正由其合作業者TRW公司整頓增產計畫。而目前功率放大器市場佔有率約9.2％的科勝訊，以發展砷化鎵HBT產品為主，目前除在GSM市場持續擴充外，在CDMA市場開發上也相當積極。由於未來功率放大器將持續朝高效率化、低耗電化及小型化的趨勢發展，國內在成為手機代工重鎮趨勢下，未來功率放大器在台代工設計的機會也將提高。

Si產業的應用取代及價格威脅

RF CMOS、矽化鍺(SiGe)等技術，在未來可能帶給砷化鎵市場部分應用市場的威脅。主要是這些技術在某種程度上，是針對與砷化鎵不同操作頻率及特性需求的市場，例如CMOS在非常低耗能、中等速度與大規模整合的應用非常適宜，可用於數百MHz的RF IC與IF低功率應用。

矽鍺技術比較像是矽技術的改良，具有矽技術低耗電、低成本、大尺寸晶圓及與CMOS數位基頻大規模整合的趨勢。但矽鍺無法與砷化鎵在低雜訊特性、在高功率時的高效率以及在高頻帶應用上競爭，因此，三種技術上各有其價格及應用上優勢。

在矽化鍺研發成果方面，矽製造領導大廠IBM掌握大部分矽化鍺材料技術，並逐漸解決頻率及效率限制。就技術發展的趨勢，目前SiGe已應用在10GHz以下的產品，但生產成本仍高，技術亦尚未完成商業化，RF產品應用程度仍低。Si技術之BiCMOS製程，較不被看好在高頻的應用，但近期Fujitsu德國分公司宣佈推出30GHz，0.2u製程的BiCMOS RF技術來生產無線通訊產品，將可比目前市面的BiCMOS IC效能提升兩倍。

Fujitsu表示用到0.2u的製程，是利用了新的Trench技術，將可降低Crosstalk、提升高頻效能，並準備提供3G手機的低功率元件需求。可以預見的是，未來取代砷化鎵部分市場，應只是時間及成本上問題。在價格方面，砷化鎵在價格上受其它二者的影響，價格將持續下滑，在功率放大器Module及MMIC價格上也是下滑的趨勢，在Si方面則成本仍高，價格預期持平。

需成熟製造代工供應鏈配合

國內投入砷化鎵設計公司包括和康聯邦國際、大紘、漢威、全訊、和茂及聿勤等。設計公司相較於IDM公司的優勢，在於晶圓代工廠與對於元件選擇的彈性。雖垂直整合式的系統公司通常侷限在某些特定的元件上，因為系統公司或許僅僅在此些領域具有專業，若為抓住市場時機，而要開發其他技術與元件的話，往往需付出高額成本，並且況日費時。

從設計公司的觀點，設計公司經由對不同主動元件的了解，可由某一特定應用，評估能以低成本達到性能需求的最適宜的元件。微波電路設計雖可被應用至不同的元件上，而微波設計公司的專業將不僅是利用微波設計軟體，來達到設計目的。微波設計人才必須是元件物理、元件設計、元件製造技術、微波電路設計以及低成本製造、封裝、測試的專家；相較於已成熟的矽產業完整元件資料庫(IP)及設計組件，國內砷化鎵元件資料庫亟待代工廠與設計公司共同建立，短期內合作生產的契合度仍待考驗。

國內磊晶圓及代工具製造優勢

相較於矽產業，砷化鎵則相當注重磊晶長成的程序；在製造困難度方面，磊晶的長成有三種方式：MBE、MOCVD、LPE等，之間的差異性不在此贅述。國內廠商多前二者方式，目前國內砷化鎵磊晶廠4吋比重最高，3吋及6吋比重並不高。

在製造的困難度方面，磊晶圓長成過程之生產線員工需求不多，係靠機台、製程參數的調控，每台設備都需要調整。因砷化鎵並不屬於標準品，且磊晶廠商須依照IDM或Foundry晶圓代工廠客戶要求，以不同產品規格及結構來設定參數及長晶，即便是同一家設備廠商及機型，只要生產機台轉換，生產參數都需要再調整一次。砷化鎵的磊晶屬劇毒性製程，基於環保，國際大廠所供給的產量亦有限；此外，晶片本身基於散熱因素，厚度相當薄，製造上極易破損而降低生產良率，其它製造變數還包括機台製程參數的調控需隨時調控等，生產困難度較矽晶圓增加許多。

雖有成本優勢，但進入障礙高

在製造成本優勢方面，國內的人力成本及法令對高科技設備的免稅待遇或投資抵減，讓台灣磊晶廠商擁有成本上的優勢，國外大廠Kopin99年磊晶產品毛利達32%，但扣除管銷等營運成本之後，本業仍是虧損，但國內廠商博達今年毛利率根據預估達47.8%，已開始獲利，故國內在此方面的仍具成本優勢。在客戶關係方面，由於需求不多，且產品品質要求嚴苛，客戶產品認證的時間也較長，故廠商不會輕易因價格因素而隨便更換供應商，因此與客戶關係一旦建立，就有長久維持的機會。

在進入障礙方面，由於產品係應用在高頻環境下，元件的雜訊干擾程度尤其重要。因此，即使經過控制良好後續晶圓生產製程，磊晶品質仍將直接影響到最終元件的特性，因此未來量產技術障礙仍高。領先廠商在技術較為成熟情況下，大者恆大的趨勢將使新進廠商不易跨過門檻。

博達、全新光電為國內較早投入砷化鎵磊晶圓之廠商，與客戶關係係經過3年的長期努力才真正接獲大廠訂單。以博達公布之公司毛利率在50%左右，相信上游磊晶圓市場即使價格下滑快速，仍有充裕獲利空間。不過產能提升速度並不如公司原先預估，加上公司已在此領域耕耘多年才得到穩定訂單來源，未來營收與產能將逐漸增加。

在國外競爭者方面，國外最大競爭者則為提供手機功率放大器磊晶圓予Conexant，近期並來台尋覓建廠的美商Kopin。Kopin主要著眼台灣的成本優勢，也可就近支援可能的國內客戶。而其他美系競爭者則包含QED、TRW，日系方面則為住友化學、Hitachi Cable、Furukawa、ASEC等；法國則為Picogiga及英國的EPI。

前置期冗長，獲利不易

採購前置期因全球廠商相繼投入，故若試產包含客戶認證時間，則時間將長達2Q～10Q；砷化鎵磊晶圓至量產前置期所需時間總計達5Q～14Q，長達1年以上的時間，對新進入的磊晶業者資金及獲利時點均造成壓力。不過若從驗證時間的拉長，及舊有業者配合客戶的狀況，新進者並不易切入。

再者，若以博達公布的毛利率來看，即使4吋磊晶圓平均單價由目前622美元/片，下滑25%至467美元/片，在人工、折舊及材料成本不變下，則毛利率將由47.8%下滑至30.1%，毛利率並不低。因此，舊有業者獲利仍豐，但博達在砷化鎵長期投入後，才在今年進入收成階段，若新進業者在今年下半年投入，則最快明年底年才得進入量產階段，預期至後年才會有損益平衡機會，在可能供過於求的供需變數下對新進者的技術及資金來源將是一大考驗。

整體而言，國內砷化鎵磊晶圓產業優勢在於建立量產技術能力，持續降低成本。但國外競爭者相較，除了低成本外，在高頻應用的砷化鎵技術品質要求則是遠高於矽產業，因此，生產與品質管理仍是需要時間來加強，尤其在上游材料上之化合物半導體方面。國內台灣的整體製造能力與人力資源雖具優勢，所擅長的是降低成本，但生產品質方面則需要時間改善，尤其對新進者而言，客戶對產品的接受度將又是另一項考驗。

砷化鎵代工需求保守看待

目前國內投入砷化鎵代工，且已經有具體生產設備採購的公司為位於竹科的漢威、南科的宏捷、林口華亞園區的穩懋及位於新竹的全球聯合通信。此外，明碁與博達投資的尚達、華宇轉投資的華京、聯電投資的聯旭、中國電器投資的中威光電、南科的全訊尖端等，也積極投入。

砷化鎵製造人才借將矽晶圓廠

在人才方面，因具有直接相關量產技術及經驗，甚至曾經在國外大廠任職的人才，目前是嚴重不足。砷化鎵產業的生產流程與矽晶圓廠的製程類似，因此砷化鎵代工廠對於專業量產經驗的人才需求可來自矽晶圓廠。畢竟，新產業升遷與釋股機會的考量，對躍躍一試的竹科人才，還是較具有吸引力。不過在人員技術依賴度上卻比起矽晶圓廠更高。因此，由具有國外大廠量產經驗領導階層，來帶領及訓練從矽晶圓廠延攬的人才，成為目前產業的普遍現象。

但砷化鎵產業的專業知識與矽不同，實際量產經驗的累積與成熟才是成功與否的關鍵，否則可能就像TFT-LCD產業向矽晶圓廠挖角後，量產仍不順；以及設計公司成立自有晶圓廠雖有地利及人和之便，但良率仍遲遲難以提升的狀況產生。

砷化鎵代工產能控制在IDM大廠

砷化鎵應用主要無線手機通訊市場及電信局端市場，在手機方面，所需之功率放大器元件更是砷化鎵元件最大需求市場，因此手機市場供需狀況將左右國內砷化鎵產業發展。但是，隨著手機的需求減緩，是否砷化鎵代工需求仍能維持先前樂觀看法則需加以探討。

砷化鎵產業如同矽晶圓產業之代工產能，均來自於國外IDM大廠及IC設計公司。砷化鎵主要應用市場，例如功率放大器，均控制於RFMD、Conexant、日立及松下等四大廠手中(圖二)。因此，當目前手機市場受換機速度不如預期等因素影響，使手機出貨不如預期，導致砷化鎵需求減緩。

《圖二　》

加上生產手機關鍵零組件功率放大器IDM廠擴廠動作持續進行，IN-HOUSE產能足夠生產市場所需之功率放大器時，則單純因成本因素的釋出代工訂單將有限，國內代工廠商仍將受制於國外大廠代工的速度。因為通訊產品，尤其是手機市場，國內廠商完全沒有參與先進制定規格的機會，而這些通訊上的核心技術都完全掌握在RFMD及Conexant等國際手機大廠的手裏。

目前國內廠商除宏捷4吋產能已開出外，其它如穩懋、全球聯合、尚達及華京等在2002年才會大量6吋產能開出，供需不平衡的狀況將使原本的獲利不易的預期更蒙上陰影。即使不考慮產能供需，訂單來源及產品認證的問題，對於專業代工廠而言，亦將延長損益平衡的時點。但國內廠商選擇與國內低價手機製造廠商的策略合作，包括明碁與博達、三菱合資的尚達；上游有博達提供磊晶片，下游則有明碁代工手機的組裝製造功率放大器需求，產能供給可能較有保障。不過，若成本及品質未如預期，注重成本的下游手機代工廠仍是傾向對外採購。

整體而言，包括科勝訊、RFMD與Anadigics等IDM公司預期市場需求量可能持平成長，加上砷化鎵晶圓專業製造廠的品質及可靠性還未達到標準時，國內專業晶圓製造廠雖有降低功率放大器模組等產品的生產成本的潛力及優勢，但如在目前寄望IDM廠商的訂單，可能在2002年正式量產後，委外代工訂單仍有限。

供過於求之慮

根據科勝訊預估，科勝訊及RFMD目前每月產能各約4千片4吋砷化鎵晶圓，加上夏普TriQuint等中小型廠商，每月合計約1.5萬片4吋產能。今年全球產能大約在30萬片的水準，正好達到供需平衡。若以此反推，則以設備利用率90%，良率75%，每條線月產能500片計算，則全球(不包含國內)約有50條生產線。加上台灣新進業者，今年底全新7條及博達9條來計算，全球磊晶圓生產線數66條以上。明年以每條生產線生產量以設備利用率90%，良率75%計算，每條月產能506片計算，則全年產能供給達42.77萬片。

若今年以手機市場4億支計算，則明年手機需求必須在5.6億支，成長率約40%。相對於代工產能需求量在約42萬片，才會正好達到供需平衡。但以上產能供給預估還不包括6吋產能與4吋產能差距，及全新與博達明年機台擴充一倍所增產能。因此在手機需求不振及國內業者擴充的速度來看，磊晶圓恐怕會有供過於求之慮。預期砷化鎵晶圓價格變化，明年4吋晶圓價格將較今年下滑近30%(圖三)。

《圖三　》

在代工廠方面，國內廠商目前只有宏捷有4吋晶圓實質產出。依各代工廠產能規劃，預期至2002年方有大量產出，若假設國外大廠目前產能30萬片，且在未來三年皆未擴充產能，則至2001～2002年未來二年的實質代工產能需求，應維持在33%成長才能滿足產能的供給。若考慮2003年國內廠商的大量產出、國外大廠的持續擴充，以及手機市場的成長疑慮，則產能供過於求的機率應是相當大。

結論與展望

根據Strategies Unlimited的預測，砷化鎵晶片的市場規模將於西元2005年達到25億美元，成長率為30%。Dataquest則預測2004年會達到35億美元，而IC Insights更樂觀的預測，為其市場規模在2004年會達到約49億美元。

即使目前產業還未成熟，國內廠商在尋求積極轉型的用心實在值得肯定。但國內廠商一窩蜂的投資習性，紛紛投入光纖通訊市場之DWDM產品；以及本文提到之砷化鎵製造代工產業，深怕太晚進入而失去先機。雖目前都才剛起步，應有部分廠商具有切入機會；但實際狀況則是資金取得日益嚴峻，以及相關技術及人才的困乏，將使得才將踏入廠商因短時間獲利不易而退出市場，或是延緩投資速度。因此，投資者應保守看待此一新興產業鏈，未來須留意廠商在資金、技術、人才及市場之取得，以及市場預期可能過度樂觀及惡性競爭等。

從供需的角度來看，國內磊晶圓及代工廠的前景可說是充滿變數，除非其它新的應用需求如光纖及手機有超出預期的成長；或者新廠擴廠規劃是以協助客戶開發新的產品與市場，而增加新的需求，並以客戶需求為依據。否則過於積極的擴廠，將難免又落入過度投資的窠臼。

(本文作者任職於台証證券投顧)