工研院IEKITIS计划针对电子材料市场发表最新研究报告指出,2007年全球该市场需求规模约861亿美元(参考下图一),较2006年成长10.8%,若以电子材料各次产业的市场规模大小观之,平面显示器材料市场约256亿美元,为电子材料中需求最大的(比重为29.8%);其次是半导体材料(27.3%)、IC构装材料与印刷电路板材料皆约17%上下,而太阳电池材料市场值仅有86.1亿美元不到9%,但受环保趋势带动以及缺料影响而最受到瞩目。
至于台湾的电子材料市场需求比重则不同于全球市场,IEKITIS计划产业分析师叶仰哲表示,由于我国的构装产业与TFT-LCD产业均位居世界第一,因此该等产业所应用的上游原材料,跃居为我国电子材料产业最大需求项目。2007年由于国内电子产业产能持续开出的因素下,电子材料之市场需求将达新台币6,424亿元,年成长率估计约20%(见下图二),整体成长力道随着下游应用产业的攀升,预估到2008年应该可维持在15%左右,而达新台币7,329亿元。
IC构装与平面显示器材料为两大需求主力
在IC构装材料部份,受该产业营收逐季成长的带动下,连带对上游IC构装材料的需求更为殷切,2007年我国IC构装材料的市场规模达新台币1,481亿元,较2006年成长23%。若以构装型态来看,高阶构装制程的比重不断提升,使得锡球、IC载板的成长更为迅速,而台湾又是液晶面板的主要生产国家之一,在LCDTV市场带动下,未来TCP与COF板的需求将大幅增加。
在平面显示器材料部分,需求上以TFT-LCD为主,即使面临面板价格下滑引发的材料价格下跌,但2007年在各家TFT-LCD厂的7.5代与6代线陆续量产的带动下,平面显示器材料需求大幅扩增,但在前半年面板价格不佳,材料价格大幅滑落影响下,市场需求年成长率达15.8%,仅达新台币2,428亿元。
2008年在LCDTV下游需求市场的带动下,各家生产线产能将满载的促动下,叶仰哲预估TFT-LCD材料的需求规模将提高至新台币2,760亿元,但材料单价仍将持续下滑。随着下游面板厂商的积极投资,LCD材料的需求将逐步增加;然而在面板厂商欲降低成本的压力下,价格虽会逐步下滑,但市场需求值仍会逐步扩增,预估2005~2009年的年复合成长率17.6%。
环保意识与原物料大涨对电子材料产业之影响
叶仰哲并指出,2007年全球油价高涨,带动太阳光电的市场需求,同时金、铜等各项原物料矿产的价格也连带上扬,加上环保意识抬头,欧盟的RoHS、J-Moss以及中国版RoHS等环保法规陆续施行,将使电子材料的发展受到影响。
在金属原料价格高涨对构装材料的影响方面,其一是使导线架的制造往多数组发展,以节省铜的使用;叶仰哲表示,因为技术进步覆晶封装的盛行使得导线架使用量变少,因此舍低阶封装用导线架而转往高价值的QFN等发展。
金线的报价与黄金价格高度相关,金价高涨之下改变导线架设计或改用3D封装以减少金的用量改用覆晶封装减少金线的使用机会;模封材料方面,环氧树脂价格随石油价格而上涨,及电子产品朝轻薄短小发展,封装尽量以减少环氧树脂用量为目标,并配合环保指令,减少卤素用于阻燃剂的成份;锡球方面,无铅化的需求使得锡球成份以锡、银、铜为主银价高涨使得锡球的银成份依照应用端需求而做调整。
在LCD材料方面,受到环保意识高涨的影响,叶仰哲指出,目前以CCFL为主的光源因含有汞蒸气,所以如何改善CCFL发光效率、减少灯管使用的数量,或是改发无汞灯管,甚至全面改用LED作为光源成为主要课题,因此LED的封装、散热材料将成未下一个商机。
另一方面,可以使用光学膜提高光利用率以节省耗电,但会有成本提高的缺点。依3M推算使用增亮膜节能效益,若所有液晶电视制造商能于2006~2010年的五年期间,在21吋以上的液晶屏幕上采用增亮膜技术的话,全球将节省3,300万桶原油或2,300万吨煤。
叶仰哲指出,增亮膜可提高灯管光线的利用率,以增加液晶屏幕的亮度,因此若搭配此产品,不仅可提升亮度及观赏视角,更可减少灯管使用量(未来每台液晶屏幕将可降至10支以下)。一旦减少灯管数目,液晶屏幕的耗电量、汞含量(2005年减少170公斤)以及热能的产生均会大幅降低,对于绿色环保也将有所帮助。
但增加光学膜也会增加成本,因此如何将集光、匀光、增亮等各项光学膜功能加以整合,减少光学膜的使用量,以降低成本,成为2008年扩散膜以及棱镜片厂商努力的重点。
其他LCD材料方面,彩色滤光片大厂宣布2010年将以Ink-Jet制造技术,配合SHARP量产十代线的彩色滤光片,也因此喷墨式彩色光阻的研发将成为重点;TFT面板厂商均有研发LocalDimming技术予以省电,但LocalDimming点灭迅速不适合使用CCFL,LED反应速率快的另一项优点将被重视。
2008年观察重点
观察2008年,预估下游业者或因使用新材料,或因供需问题而缺料,将对电子材料产业造成影响。前者的情况以半导体中的Highk材料为代表,后者则是太阳光电用的多晶硅材料,预计2008年仍将持续缺货。
在半导体Highk材料部分,叶仰哲表示,该种材料主要的功能是用来隔绝闸极的漏电流,目前在90奈米的半导体IC多半可利用氧化硅(SiO2)当作闸极绝缘膜,但进入65奈米组件时,绝缘膜厚度在4nm以下时,会发生量子力学中所谓的「穿隧效应」,当绝缘膜厚度薄至2nm以下时,在闸极不施加电压的情况下,也会产生漏电流现象,导致组件无法正常运作。
因此无论是Intel、IBM、AMD等大厂,或是日本或韩国均投入Highk材料的研发,目前Intel也已经宣布在2008年量产的CPU将导入Highk材料,以HfO2取代SiO2;同时Highk材料在内存绝缘膜应用的使用率已经愈来愈高。
如任天堂Wii游戏机中的DRAM(由NEC制造)即采用Highk材料ZrO2作为绝缘膜,一般DRAM会选择Hf和Zr作为绝缘膜材料,而Flash会选Al或是Al-Hf混合物,2008年Highk材料将成为半导体中最受注目的材料之一。
另外一方面,在材料端无法充份满足的状况下,太阳光电产业似乎有过热的情形,且也有泡沫化的声音传出来。最主要在于材料的供需问题,目前多晶硅合约单价约为每公斤60~70美元,对于一般的太阳能电池厂而言已是最大的底限,未来就算要成长也有所限度。
但叶仰哲表示,对于多晶硅大厂而言,一定会努力维持高价位来获得最高的利润,因此对于其产量及产能的扩充都有相当的计算,想要达到供需平衡是相当困难的。但现象并非无法解决,目前已经有些进展的流体化床制程,以及易于放大的冶金法制程,已经有多家厂商投入,未来若能顺利开出产能,将是左右供需平衡的关键。
另外,中国大陆也在多晶硅方面努力开发,加上取消了出口退税措施,多晶硅在境内量产的呼声也相当地大,若真的量产成功,将是个可怕的价格破坏者。
目前主要的多晶硅大厂仍然会将其未来产量控制在供不应求的状态来控制其高价位,但若是加上潜力的新兴厂商的产量(假设60%会开出),则最快在2008年可以达到供过于求的状况,届时多晶硅价格将可望跌至每公斤40美元左右的水平,硅晶圆太阳能电池厂商也开始拥有价格竞争的能量,此类电池也将会迈入成熟阶段。
结论与展望
叶仰哲表示,2007年全球电子材料的市场可望达到845亿美元,较2006年成长率达8.5%,其中以平面显示器相关材料的比重最高,预期2008年仍将有一成以上的成长。由于国内下游电子信息产业产能的贡献下,2007年电子材料之市场需求将达新台币6,324亿元。展望2008年有15%的成长,达到新台币7,243亿元,其中太阳光电材料的需求成长幅度最大。
环保趋势与原物料价格的上涨带动LCD光学膜的商机,对于构装材料特别是导线架造影响,但电子材料正面临原料价格上涨与短缺,同时的下游客户的垂直整合与新进者均带来压力。
可以预见的是,未来电子材料产业的竞争将越形激烈,追求高利润的型态面临挑战;而电子材料厂商的生存关键在于开发符合环保法规的材料,同时必须要突破领导大厂的专利限制;如何倚靠减量/再使用/回收(3R)以提高收益,成为厂商在利润降低的趋势下必须的选择。
来源:工研院