結論
大尺寸TFT LCD今、明年產能大幅開出,將造成明年嚴重供過於求,市調機構預估供過於求程度將達到2成,因此預估今年TFT
LCD面板價格下降2成後,明年跌價幅度將再超過3成,此種情況對下游筆記型電腦、液晶監視器廠商最為有利;本文著重探討TFT
LCD上游材料概況,多種上游材料最慢在01年初便可改善供不應求情況。
表一、日、韓、台TFT LCD生產線概況,2000~2001年產線擴充快速
資料來源:光電協進會PIDA,2000/7
一、2001年TFT LCD明顯供過於求
(一)大尺寸TFT LCD產能增加近一倍
目前筆記型電腦主要規格在12.1吋以上,並以14.1吋為主流,LCD Monitor也在14吋、15吋以上,LCD
TV更在20吋以上,因此以最適切割成前述各種大尺寸面板的角度來看,生產線規格最少要在第三代以上,目前全球量產中的TFT
LCD生產線雖有47條線(表一),但其中第三代以上的生產線僅有20條,其中效益較低的第三代佔2/3有12條。
表二、全球TFT LCD產能供給與需求比較表 單位:千平方米
|
1997 |
1998 |
1999 |
2000 |
2001 |
2002 |
2003 |
2004 |
2005 |
供給 |
513 |
839 |
1150 |
1789 |
2827 |
3097 |
4128 |
5849 |
7202 |
成長率% |
|
64% |
37% |
56% |
58% |
10% |
33% |
42% |
23% |
需求 |
479 |
882 |
1346 |
1832 |
2347 |
2997 |
4219 |
5462 |
7031 |
成長率% |
|
84% |
53% |
36% |
28% |
28% |
41% |
29% |
29% |
過剩比率 |
7% |
-5% |
-15% |
-2% |
20% |
3% |
-2% |
7% |
2% |
資料來源:日本MRI,經濟部資推小組,2000/10
在今年底到明年將開始量產的第三代以上產線卻高達11條(表一),其中更有7條是第四代生產線,以一條第四代生產線產能約當是一條第三代生產線的1.5倍至2.25倍,核算起來今年底到明年約當有18條以上的第三代新產能開出,已接近現有大尺寸生產線數量,雖然通常新產線約量產一年才達到設計滿載產能,且當市場供過於求時生產廠商可能將規劃中產能放慢下來,但因預期開出的新增產能實在太多,明年全球大尺寸TFT
LCD產能暴增仍是顯而易見,嚴重供過於求將是無可避免。
(二)2001年供過於求達2成
根據經濟部資訊工業發展推動小組與日本市場調查單位三菱總和研究所(MRI)估計資料顯示(表二),1999年全球TFT
LCD供給產量約115萬平方米,今年(2000年)供給成長超過5成達到178萬平方米,而需求面在今年僅成長36%,因此使去年TFT
LCD供不應求約15%的局面大幅改善到僅短缺2%,但實際上今年下半年已開始出現供過於求現象;MRI預估明年(2001年)供給產能將再增加近6成,而需求成長則僅為28%,因此明年將嚴重供過於求達20%。
(三)今年面板下跌2成,明年將超過3成
受到TFT
LCD新產能大量開出,在供過於求的預期下今年以來面板價格已不斷下滑,根據市場調查單位DisplaySearch今年8月份資料顯示,筆記型電腦及液晶監視器主流尺寸14.1”及15吋面板價格將分別由去年底的540美元及610美元降到今年底的441美元及482美元,價格跌幅接近2成分別達18%及21%;在明年嚴重供需失衡之下,DisplaySearch更預估面板價格將在下跌36%,14.1”及15”將分別跌到283美元及310美元。不過以過去17吋CRT監視器取代15吋市場經驗來看,當價格下降一半則需求有機會增加為原先4倍,預估15吋
TFT LCD面板今、明兩年價格跌幅約有57%,應可有效刺激明年LCD監視器的需求量,這也是TFT LCD面板未來改善到供需平衡的唯一機會。
圖一、全球大尺寸TFT LCD面板價格預估值 單位:美元
資料來源:DisplaySearch,2000/8
表三、大尺寸TFT LCD面板因供過於求將造成面板售價大跌
|
12.1" |
13.3" |
14.1" |
15" |
17" |
18" |
2000年跌幅 |
-14% |
-23% |
-18% |
-21% |
-40% |
-38% |
2001年跌幅 |
-32% |
-36% |
-36% |
-36% |
-36% |
-36% |
資料來源:DisplaySearch,2000/8;日本TSR
二、TFT LCD製程及結構
(一)TFT LCD三大製程及相關原材料
1.TFT LCD製程步驟
通常TFT
LCD(薄膜液晶顯示器)從LCD面板製作到模組組裝完成大致分為三各步驟(圖二),前製程--TFT-Array製造(薄膜電晶體元件陣列基板製造),中製程--LCD
Cell Assembly(液晶面板製作組裝),及後製程--LCD Modual Assembly(液晶面板模組組裝)等三部份,TFT
LCD面板廠商完成LCM後再出售下游廠商,加工組裝成筆記型電腦、液晶監視器及其他各種應用產品。
圖二、TFT LCD製程步驟
資料來源:工研院化工所;繪圖整理:京華投顧
2.TFT LCD產品結構及材料
TFT LCD面板結構主要是TFT LCD廠商在第一階段生產液晶面板下半部的TFT
Array部分,再外購(部分廠商自行投資生產,如奇美)彩色濾光片(CF),進入第二階段Cell部分組合灌入液晶,第三階段再外購背光模組、驅動IC、控制電路板等作成LCD模組(LCM),前後共需玻璃基板、ITO膜、配向膜、補償膜及偏光板各2,彩色濾光片、背光板模組各1,驅動IC若干及控制電路板等等,相關材料產品及位置如圖三、圖四。
圖三、TFT LCD產品結構(1)
資料來源:工研院化工所;繪圖整理:京華投顧
圖四、TFT LCD產品結構及三大製程(2)
資料來源:工研院化工所;繪圖整理:京華投顧
三、TFT LCD成本結構
(一)TFT LCD面板整體成本結構
據工研院電子所IT IS計劃所分析(圖五),3.5代TFT
LCD生產線之13.3吋級產品製造成本結構當中,在投資優惠的5年免繳稅期間材料、製造成本約佔總成本的71.4%,當優惠期過後徵的營所稅將佔總成本的11.5%,屆時材料、製造成本約佔65.6%。
(二)各生產步驟成本結構
另據2000年經濟部資訊工業推動發展小組委託日本三菱總和研究所分析資料顯示(表四),若以第三代550mm*650mmTFT
LCD生產線、玻璃基板月產3萬片規模計算,每片玻璃基板切割成4片15吋XGA面板後,每片面板成本在00~01年時約336~301美元,其中製造材料成本約佔72%~76%,其他折舊、人事、維修等間接費用約佔24%~28%,台灣因為TFT
LCD材料大部分自日本等國外進口自主性不高,因此原料成本佔總成本比重較日本的57%高出許多;而在製程三階段當中以第三階段的模組製程成本將近4成最高,其次為第二階段的Cell製程成本約佔3成,而第一階段Array製程為半導體製程用到的材料不多,成本最低僅約佔4%。不過因為台灣材料仍有許多需向外採購、設備折舊剛開始、生產良率等方面都不及日韓廠商,且幾乎所有廠商都向日本移轉技術需花費一筆高額技轉費,因此國內廠商認為台灣生產15吋面板每片成本應約需達400美元。
(三)各項零組件佔整體材料成本結構
TFT
LCD面板零組件成本結構中比重(圖六)最大的前3項是彩色濾光片25%、驅動IC佔22%、背光板模組佔20%,另外玻璃基板、偏光片及液晶材料分別佔6%及5%,另外如控制電路、PC板及其他材料則約佔17%。
表四、550mm*650mm產線15吋XGA面板製造成本 單位:美元
|
1998 |
比例 |
1999 |
比例 |
2000 |
比例 |
2001 |
比例 |
|
零組件成本 |
Array製程(玻璃基板、其他零組件) |
19 |
4% |
15 |
4% |
13 |
4% |
12 |
4% |
Cell製程(彩色濾光片、偏光板、其他零組件) |
158 |
31% |
124 |
31% |
105 |
31% |
96 |
32% |
Modual製程(驅動IC、背光模組、其他零件) |
138 |
27% |
134 |
33% |
125 |
37% |
120 |
40% |
製造成本合計 |
315 |
61% |
273 |
68% |
243 |
72% |
228 |
76% |
|
良率 |
Array製程 |
82% |
|
86% |
|
89% |
|
91% |
|
Cell製程 |
65% |
|
74% |
|
79% |
|
81% |
|
Modual製程 |
93% |
|
94% |
|
95% |
|
95% |
|
總合良率 |
50% |
|
60% |
|
66% |
|
70% |
|
|
其他成本 |
折舊費用 |
137 |
27% |
71 |
18% |
41 |
12% |
24 |
8% |
人事費用 |
26 |
5% |
23 |
6% |
21 |
6% |
20 |
7% |
間接經費(設備維修費等) |
38 |
7% |
35 |
9% |
31 |
9% |
29 |
10% |
總計每片面板成本 |
516 |
100% |
403 |
100% |
336 |
100% |
301 |
100% |
註:第三代550mm*650mm產線、玻璃基板月產3萬片,基板切割4片15吋XGA面板之每片成本資料來源:經濟部資訊工業推動發展小組委託日本三菱總和研究所分析資料00/4,京華投顧整理
圖五、3.5代TFT LCD生產線之13.3吋級產品製造成本結構
註:以月投片3萬片且良率85%計,資料來源:工研院電子所ITIS計劃整理;繪圖整理:京華投顧
圖六、各項材料佔LCD材料成本比重
資料來源:光電協進會PIDA,2000/7,京華投顧整理
五、各項LCD材料及廠商概況
(一)彩色濾光片(CF-Color Filter)
1.全球彩色濾光片產能概況
全球彩色濾光片市場具有獨占性,根據Electronic
Journal統計1999年各廠商在TFT用彩色濾光片市佔率(不含液晶廠商自製部分),世界第一大廠是日本凸版印刷(Toppan),佔有率高達43.2%,其次是韓國三星電管(SDI)的15.2%,第三位是日商大日本印刷佔有率14.9%,另外加上日商東麗(TORAY)13.9%及ACTI
5.8%等前5大廠商市佔率達到93%,在各大廠及台灣廠加入(圖五、圖六),明年CF供應無虞。
表五、全球(日、韓)第3.5代以上TFT彩色濾光片擴廠計劃
|
廠商名稱 |
產線地點 |
玻璃基板尺寸(mm) |
基板及面板月產能 |
估計量產時間 |
日本 |
凸版印刷 |
前7條產線 |
月產面板110萬(12吋) |
|
|
|
|
新潟H8 |
680*880 |
50K(50萬12.1”) |
2000/10 |
|
|
新潟H9 |
680*880 |
45K(40萬12.1”) |
2001/秋 |
|
|
台灣台南 |
680*880 |
45K |
2001以後 |
|
大日本印刷 |
原有產能 |
月產面板90萬(12吋) |
|
|
|
|
廣島三原 |
750*950 |
40K(50萬12.1”) |
2001/Q1 |
|
東麗 |
滋賀 |
620*750 |
32Kà 60K |
1999/Q3 |
|
STI |
愛媛 |
600*750 |
40Kà 55K |
2000/Q2 |
|
ACTI |
黑埼 |
650*750 |
40Kà 50K |
1999/Q2 |
|
|
黑埼 |
730*920 |
40K(50萬片14.1”) |
2001/Q2 |
|
夏普 |
三重 |
680*880 |
30K |
2000/Q3 |
|
日立 |
茂原 |
560*650 |
35Kà 50K |
2000/Q3 |
韓國 |
三星電管 |
天安 |
600*720 |
48K |
已量產 |
|
|
天安 |
750*950 |
50Kà 74K |
2000/Q3 |
|
LG |
龜尾 |
590*670 |
45Kà 83K |
2000/4 |
|
|
龜尾 |
680*880 |
30K |
2000 |
凸版印刷原先有7條彩色濾光片生產線,面板月產能換算成12.1”約有110萬片,00年9月位於新潟的第8條680*880mmLCD彩色濾光片(CF)生產線完工,全能量產後面板月產能將由目前110萬片(12吋換算),提高至160萬片,增加45%;2001年秋季第9條生產線也將投產,月產能將再提高到210萬片(12吋換算),再提升31%,即屆時其產能較今年中增加近一倍。
大日本印刷迄1999年8月760*980mm生產線投產後,共有5條生產線,換算成12.1”的月產能約80萬片,新擴產產能預計在2001年2月開出,換算12.1”月產能50萬片,屆時總產能換算成12.1吋可有130萬片,成長63%。
2.台灣彩色濾光片投入概況
在國內TFT
LCD面板廠商大舉投產刺激下,業者也開始投入CF並直接投入第3代或第3.5代設備,已投產或有據體行動者包括奇美電子、和桐集團的和鑫光電、劍度公司、展茂光電等,評估投入的業者有華新麗華、大同集團等,其中除奇美外,其他業者切入CF都是向日商移轉技術,和鑫自日本IBM及大日本印刷引進技術、劍度與日本STI技術合作,展茂自凸版印刷(Toppan)技轉。
奇美未來將是國內CF第一大廠,目前有STN CF及TFT CF工廠各一座都已量產,2004年前將建5座CF廠,含STN
CF廠合計將有7座廠,其中5座配合奇美4座TFT廠需求,另2座產能外賣。
和鑫光電將是未來國內最大CF專業廠,第一座廠由IBM整廠輸出,基板尺寸550mm×650mm,基板月產能2.5萬片,預計明年1Q滿載;自日本DNP技轉的第二條及第三條產線將於明年第一季及第三季量產,2001年底前月總產能將有14.5萬片基板,不同產線以4片15吋及6片14吋等最適切割尺寸計,屆時CF面板月產能82萬片。
劍度將是國內第三家投產CF廠,首條產線自日本STI技轉,月產能基板4萬片於01年4月量產。第二條線可能採第四代設備,月產基板5萬片。劍度並於今年中在日本與東元電機及STI合資成立New
STI,未來與劍度形成互補,基板尺寸第3.5代以下CF由STI生產。
展茂由英業達、台灣工銀等成立,獲日本第一大CF廠凸版印刷技轉,第一座TFT
3.5代CF廠,月產8萬片基板01年第三季量產;規劃二廠採第四代生產線但時程尚未定。
表六、我國廠商投入彩色濾光片概況
廠商名稱 |
技術來源 |
玻璃基板尺寸(mm) |
基板月產能 (千片) |
量產時間 |
種類 |
奇美 |
自有技術 |
370*470(第2代) |
25 |
1999/1Q |
STN |
|
|
620*750(第3.5代) |
30à 50 |
1999/4Q |
TFT |
和鑫光電 |
日本IBM |
550*650(第3代) |
25(10萬片15”) |
2000/10 |
TFT |
|
大日本印刷DNP |
620*750(第3.5代) |
60(36萬片14.1”) |
2001/1Q |
|
|
|
620*750(第3.5代) |
60(36萬片14.1”) |
2001/3Q |
|
|
|
第四代未定 |
60 |
2002/1Q |
|
劍度 |
STI |
620*750(第3.5代) |
40(24萬片14.1”) |
2001/5月 |
TFT |
|
|
750*950第4代規劃 |
50 |
2001/4Q |
|
展茂 |
凸版印刷 |
650*750(第3.5代) |
80 |
2001/3Q |
TFT |
|
|
第4代未定 |
|
|
|
世界顛峰 |
伊藤忠 Micro |
300*400(第1代) |
10 |
1999/1Q |
STN |
勝華 |
鳥取三洋 |
300*400(第1代) |
150 |
2000/3Q |
STN |
昌益 |
鳥取三洋 |
370*480(第2代) |
15 |
2000/3Q |
STN |
華新麗華 |
東麗 |
550*650(第3代) |
|
|
|
大同 |
|
|
|
|
|
資料來源:京華投顧整理
STN型CF,以彩色PDA、行動電話等中小尺寸STN產品為主力,國內僅有奇美和世界巔峰兩家有供應STN
LCD用的彩色濾光片供貨。
(二)驅動IC
1.LCD驅動IC種類
LCD驅動IC成本居關鍵零件第二位。因驅動方式差異,TFT
型(主動矩陣)與STN型(單純矩陣)的LCD驅動IC有所不同。
TFT LCD驅動IC分兩種,列於X軸的源極驅動IC(Source Driver IC)及Y軸的閘極驅動IC(Gate
Driver IC),分掌X軸及Y軸顯像;TFT LCD以解析度XGA等級面板為例,約需8顆Source 驅動IC搭配3顆Gate 驅動IC;Source
Driver IC供應商以日本SHARP、NEC及Seiko Epson為主,Gate Driver IC則以日本德儀為主。
STN LCD驅動IC因Channel較少,一般是將Gate Driver/Source Driver改稱為Common
Driver/Segment Driver並與控制IC(Controlle IC)整合在一起,因此STN LCD的驅動IC一般稱為LCD Controller
Driver。STN LCD成長最大動力在於行動電話快速成長,而隨行動電話液晶顯示幕走向彩色化,驅動IC的配備量更將由一顆增為兩顆。
2.LCD趨動IC的製程特性
LCD驅動IC在5吋、6吋廠用0.35~1微米製程來生產即可,但需高電壓製程,一般電腦相關晶片的CMOS製程電壓在5V以下約3.3V左右,Source驅動IC的高壓製程電壓達15V,Gate驅動IC則更需高達40V,國內半導體廠具高壓製程的並不多,僅台積電、聯電能承接40V高電壓製程,天下、立生、漢磊等大致在20V以下。
3.全球主要驅動IC市場需求
根據日本電波新聞00/9數據顯示(表七),大尺寸TFT及小尺寸STN
LCD驅動IC今年需求成長35%及56%,均約在4.4億顆,明年大尺寸TFF用途僅成長18%,而手機用途仍將成長超過5成。
4.全球產能概況
全球LCD驅動IC供應商也呈現寡占情況,主要供應商包括日本德儀(TI)、夏普(SHARP)、恩益禧(NEC)、韓國三星電子(Samsung)及精工愛普生(Seiko
Epson,STN型LCD驅動IC)等廠商,在競相增產之際,日本德儀、NEC是發動全球各地生產據點齊頭增產,而夏普則藉委外代工提高產能,日立、三星、東芝等則以行動電話用彩色STN
LCD用驅動IC為主要增產目標。
表七、重點項目的驅動IC需求變化
|
1999 |
2000 |
成長% |
2001 |
成長% |
筆記型電腦/LCD監視器用途 |
3.26億顆 |
4.4億顆 |
35% |
5.2億顆 |
18% |
行動電話用途 |
2.8億顆 |
4.36億顆 |
56% |
6.8億顆 |
56% |
資料來源:電波新聞,2000/9
表八、各驅動IC大廠概況
|
00/Q3月產能 |
00年底月產能 |
01年擴充後月產能 |
外賣 |
日本德儀 |
1500萬顆 |
|
2500~3000萬顆藉委外提升 |
100% |
恩益禧(NEC) |
1300萬顆 (TFT 1050、STN 250) |
1900萬顆 關西新產線11月運轉 |
2700萬顆 01年底時 (TFT 1500) |
70%以下 |
精工愛普生 |
1800萬顆 STN 行動電話用途為主 |
3500萬顆 |
5000萬顆(STN 3500萬) 20%用於彩色STN |
70%以下 |
夏普 (Sharp) |
2200萬顆 廣島福山廠增產及茂矽代工後(TFT 1000、STN 1200) |
3000萬顆 福山廠增產及韓、台增代工後(TFT 1200、STN 1800) |
|
|
日立 |
800萬顆(TFT、STN各半) |
850萬顆(11月起增彩色STN 50萬) |
|
|
東芝 |
|
1500萬顆 夏季起增產彩色STN為主 |
2000萬顆 01年底
|
|
韓國三星 |
2100萬顆 (TFT 1000、STN 1100) |
|
增產彩色STN為主 月增100萬顆 |
|
韓國現代 |
100萬顆 00/4開始投產 |
400萬顆 |
|
|
資料來源:電波新聞 2000/9,ITIS,京華投顧整理
日本TI是TFT驅動IC外賣最大供應商,目前供應產能約1500萬顆,除日本工廠外將把美國6吋晶圓廠轉為生產驅動IC,並尋求委外代工產能,至2001年將LCD驅動IC總產能提升到月產2500~300萬顆,產能提昇約6成~1倍,因TI之TFT驅動IC產能極大且全部供作外賣,也是我國TFT
LCD面板廠商最主要驅動IC供應者,因此若TI產品延遲推出或產能不足,將對下游面板廠商造成最大影響。
排名第二的恩益禧(NEC)目前月產能約1300萬顆(含TFT 1050萬及STN
250萬),經北京、美國及英國據點擴產後2001年整體月產能將成長近5成達1900萬顆,其中TFT型增加5成到1500萬顆,STN型也增加6成到400萬顆,不過NEC所提供外賣供貨率僅在70%以下。
精工愛普生(Seiko Epson)
是行動電話用STN型LCD驅動最大供應商,囊括一半以上的市場佔有率,00年Q3時月產能約1800萬顆,因手機持續大幅成長,STN型驅動IC供貨吃緊,精工愛普生購併TI鳩谷工廠,10月起轉為以行動電話用途為主的驅動IC專用廠,於年底前將月產能提升到3500萬顆,並於2001年提升到5000萬顆(STN
3500萬顆),較目前增產1.7倍。
由於預估00年筆記型電腦與監視器用TFT驅動IC需求較99年增加35%,手機用途STN型更增加55%,IT
IS認為00年驅動IC供給率僅達70%,愛迪西(IDC)等市調機構估計,第三季時LCD驅動IC短缺程度尚20%以上,因此在各半導體廠商競相增產下,日本德儀、NEC、精工愛普生等主要廠商在2001年底前將驅動IC產能將提高0.5?1倍甚或1.7倍,預期2001年初仍會有超過10%的供不應求現象,但稍後可滿足需求。
表九、國內投入LCD驅動IC上下游公司
驅動IC設計 |
華邦、聯詠、民生、義隆、太欣、所羅門、盛群、合邦、敦茂、茂達 |
驅動IC製造 |
台積電、聯電、華邦、茂矽、漢陽、立生 |
IC測試 |
矽豐、矽品、南茂 |
長晶圓凸塊 |
頎邦、慎立,福葆 |
TCP封合 |
頎邦、福葆、飛信、南茂 |
成品測試 |
宏宇、矽品 |
資料來源:工研院電子所ITIS,京華投顧整理
表十、國內驅動IC製造廠商概況
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技術來源 |
投入產能或產出 |
代工對象 |
華邦 |
Cirrus Logic Vivid |
*00年底100萬顆/月,01年1.7萬片/月 *01年佔全台LCD驅動IC
1/3市場(創造50億營收) *除12.1、14、15吋TFT用外也有STN型 |
|
茂矽 |
Sharp |
*6吋廠生產,00年底2萬片/月,01年3萬片/月 |
夏普 |
台積電 |
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已有訂單 |
漢磊/漢陽 |
NEC |
00/Q3起1萬片/月,有意南科設6吋廠 |
NEC |
漢陽 |
日立 |
*00/Q3末6000片/月,未來最多1萬片 *日立投資漢陽2.5億元 |
日立 |
立生 |
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*00/Q4起替TI代工5000片/月 |
日本德儀 |
聯電 |
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*在6吋廠為日本及台灣客戶代工約1萬多片 *在8吋廠以0.5及0.35微米為聯詠生產數千片 *聯詠TFT用供應聯友光電、STN用途供應國喬光電 |
日本松下、聯詠 |
資料來源:京華投顧
5.台灣投入廠商概況
LCD驅動IC設計複雜度不高,但必須用類比製程及高壓製程生產,且封裝前的長金凸塊(Bumping)製程,以及配合TCP封裝做的內引腳接合(ILB)製程,難度與精度均較高,因此欲提升驅動IC整體產量需有後段產能的配合。國內廠商已逐步構建驅動IC上下游供應鏈,在IC設計有華邦、盛群、聯詠、茂達、所羅門、民生、義隆、太欣、敦茂等廠商投入;IC製造方面,有台積電、聯電、華邦、漢陽及茂矽等公司;其他如IC測試、長金凸塊捲帶封合等如下表九。
今年以前國內幾乎沒投入驅動IC生產,目前在上市、櫃公司中,華邦動作最積極,在買下Cirrus
Logic的驅動IC部門後接手生產若干驅動IC,並於去年8月取得Semiconductor的LCD驅動IC技術授權,公司預期到2001年搶佔台灣1/3市場,創造50億元營收。
茂矽技術自Sharp授權,並代工其STN驅動IC,且將合資成立敦茂,取得TFT驅動IC技術。
聯電子公司聯詠設計Source TFT 驅動IC委託聯電生產,漢磊及子公司漢陽亦分別為日立及NEC代工,立生則於今年第四季起小量為日本德儀代工。
STN
LCD驅動IC方面,華邦、凌陽、聯詠、盛群都有小量供應,所羅門買下Motorola平面顯示器部門,轉投資晶門科技,承接Motorola的LCD驅動IC開發業務,供應手機用STN型驅動IC。
(三)背光板(Backlight Unit)
1.背光板特性
液晶顯示器為非自發光之顯示器,需要背光板提供均勻且足夠的光線。LCD背光板有多種結構。導光式是燈源在面板邊側,又稱側光式背光板,是目前最主流產品,大多數筆記型電腦與LCD監視器採用;直下式即燈源置於面板下方,優點是效率高、零件少,缺點是厚度較側光式厚,汽車用LCD顯示器及較大尺寸LCD監視器採用。
導光式背光板的產品結構,包含光源(Lamp)、稜鏡片(Len Sheet或Prism Sheet)、導光板(Light
Guide)、擴散板(Diffusion Sheet)、反射板(Reflect
Sheet)、保護模、光學模等零件所組成(圖七)。光源須具備高亮度、壽命長,目前的光源有冷陰極螢光燈(CCFL)、熱陰極螢光燈、電激發光片(EL)、發光二極體(LED)幾種,以CCFL佔最大產值比重;導光板用途在於導引光線方向、提高面板輝度,對背光板亮度均勻有關鍵性影響。擴散板是將來自導光板的光線擴散開,再透過稜鏡片將擴散後的光線以稜鏡折射,讓光線可直射向面板。稜鏡片可提高背光板亮度,通常在稜鏡片上會貼上光學膜以提高亮度。反射板則可防止光源發射的光線外漏。一般而言監視器約使用1個稜鏡片及4支燈管,筆記型電腦約用2個稜鏡片及1支燈管。
光源當中,CCFL主要用在TFT
LCD面板且佔絕對大比重,筆記型電腦(8.4吋~14.1吋)使用背光燈管數是1支,監視器14~15吋需2~4支燈管、17~18吋需6~8支、20吋以上TV需10支以上,因為尺寸越大所需燈管數越多,燈管需求量將隨LCD監視器需求量倍增及監視器尺寸逐漸放大等因素而呈高度成長,因此未來若監視器需求超過市場預期,則燈管有可能成為背光零件中最先出現供需失衡的產品。發光二極體(LED)是小尺寸LCD面板主要使用的背光光源(也有用CCFL)。
圖七、導光式LCD背光板結構圖
資料來源:FPD,電子時報
2.全球背光模組市場
LCD背光模組組裝技術門檻不高,但因模組零件材料大部分在日本掌握中,且日本在更精簡、降低光學板成本趨勢中的技術也較優異,因此全球LCD背光模組供應量也是掌控在日商手中,99年時全球前5大廠分別為Stanley電氣、日本Denyo、茶谷產業、富士通化成及多摩電氣,市佔率高達83%。Stanley電氣及茶谷產業等公司今年背光板模組月產量高達120萬及70萬組。
圖八、99年全球背光模組市佔率
資料來源:Electronic Joural,99/10
韓國背光板模組廠商積極擴產,新業者也不斷投入,使韓國背光板廠商超過20家,Taesan
LCD、Wooyoung、Heesung精密、Shinpyung物產及Sangnong等五大廠2000年下半年月產能將達120萬片,預估2000年下半年之後南韓背光板總月產量將達190萬片,將超越韓國三家TFT
LCD廠商每月約140萬片的需求量,加上日商原有供應量將使形成供過於求。
佔背光板成本比重極大的燈源方面,日本Harison電機在00年底月產能將由400萬支提升到500~600萬支、Sanken電氣也有220萬支,筆記型電腦用燈管市場中,2家公司的市場佔有率高達約9成。大尺寸監視器用燈管市場中Harison電機也有壓倒性的市佔率;而中小尺寸監視器當中則由Harison電機、Stanley電氣、West電氣三強寡佔;韓國也有錦湖電機、Clean
Creative及Wooree Lighting等公司月產能約在30~100萬支不等。
3.台灣廠商投入概況
我國生產LCD背光相關產品的廠商不少(表十一),背光模組組裝技術層次不高,因此國內廠商投入的極多達十幾家,但因背光模組材料成本不低,因此投入其他零件才可提高附加價值。
表十一、國內背光板相關廠商
背光產品 |
技術來源 |
廠商名稱 |
月產能(萬組)及時程 |
背光模組 |
|
中強光電 |
8條模組線,16萬 |
Stanley電氣 |
大億科技 |
00年中量產,01年初20~24萬 |
Nippon Denyo |
華新麗華 |
01年中量產,NB及LCD Monitor用途40萬 |
富士通化成 |
華榮電纜 |
01年初量產,初期5萬組 |
茶谷興業 |
福華電子 |
00年中量產,年底12萬、01/1H 36萬、01/2H 60萬 |
瑞儀光電
(大同子公司) |
00年底130萬組,STN、TFT皆有,14.1吋為主 |
其他廠商:輔祥、康竣光電、定瑩、元津、台灣桐生、云光科技、精工美術 |
CCFL導光板 |
中強光電、大億、瑞儀、元津、輔祥、三和、金明山、三井 |
CCFL |
威力盟、台光 |
LED |
華興、光寶、興華、帝奇、先益、翔遠、李洲 |
國內模組組裝主要廠商有中強光電、瑞儀光電、大億科技及日資元津科技,前述廠商也都有投入CCFL導光板生產;瑞儀光電是國內第一大背光模組生產廠商,2000年第四季時月產能達130萬組,範圍涵蓋STN
LCD、TFT
LCD等6吋~14吋產品。大億科技是由國內大億集團與日本第一大廠Stanley電氣合資成立,2000年中開始生產,預期2001年初月產可達20萬組,未來目標60萬組。
最重要零件冷陰極螢光燈管(CCFL),國內有威力盟及台光投入生產。威力盟是國內CCFL第一大產廠,2000年下半年月產能約250萬支,國內市場佔有率約7以上,但多數是供應給掃描器廠商,僅約3成出貨量是供應國內TFT
LCD廠商或背光模組組裝廠商。
(四)玻璃基板(Glass Substrate)
1.玻璃基板
玻璃基板佔LCD材料成本雖然極低,但玻璃為LCD載台,是LCD材料中極重要材料。不同驅動方式及種類LCD使用的玻璃種類不同(表十二),可概分鹼玻璃及及無鹼玻璃,TN、STN
LCD使用鹼玻璃(鈉石灰玻璃、中性硼矽酸玻璃),佔目前絕大部分的非晶矽TFT LCD則使用無鹼玻璃,主流厚度約1.1mm及0.7mm甚至0.4mm。
表十二、不同LCD應用不同玻璃
顯示器 種類 |
TN、STN |
TFT (非晶矽) |
TFT(多晶矽) |
玻璃種類 |
鈉石灰玻璃、中性硼矽酸玻璃 |
無鹼鋁矽酸玻璃 |
熔融石英玻璃 |
玻璃基板製程有多種,熔流下拉法(Fusion),產出玻璃60%以上不需經研磨,鍍上保護膜便可直接出貨。另外熔融溢流法(Fusion
Overflow
Technology)是將熔爐流出的玻璃液體流自錫上面,利用錫光滑的表面產出平板玻璃,缺點是玻璃產出後需經拋光、研磨,會將低良率、每片需多費半小時時間且會產生粉塵。
基本上一個TFT LCD需要兩片玻璃基板,分別作為TFT
Array底層玻璃基板及相對應的彩色濾光片之底板使用,兩片玻璃基板必須採用同一家玻璃廠所供應的完全相同玻璃材質。無鹼玻璃實際供需情況,受到TFT
LCD市場需求、TFT面板與彩色濾光片產能,以及玻璃熔爐產能等三大因素影響。
2.國際玻璃基板供應量
玻璃基板也是最寡占產品,全球市場幾由4大廠瓜分,據市場研究機構TSR統計,99年第四季全球TFT無鹼玻璃市場佔有率為康寧(Corning)47%、日本的旭硝子(Asahi)24%、日本電氣硝子(NEG)16%及日本的NH
Technoglass(NHT)的13%。
康寧,第一大廠佔全球LCD玻璃市場一半以上,今年中時美國有4座廠、日本及韓國各1座廠,目前(2000年底)美國、韓國(三星康寧,康寧持股75%)、日本(靜岡縣,康寧持股100%)已有8座熔爐,後續將在美國、日本、韓國增設8~10座熔爐,總計達到18座,使康寧總產能在2001年年底較2000年上半年增加3倍,較2000年底2001年初再增加一倍。
表十三、國際玻璃基板大廠概況
供應 廠家 |
美商康寧Corning |
日本旭硝子Asahi Glass |
日本電氣硝子N.E.G. |
日本板硝子NH T. |
製程方式 |
熔融下拉法 |
浮式法(需研磨) |
下拉法(需研磨) |
熔融溢流法 |
熔爐數量 |
美國4爐、日本2爐、韓國2爐 |
日本2爐(大, 30噸) |
日本2爐(大) |
日本3爐(中) |
全球市佔率 |
50%上下 |
近20% |
約16% |
約13% |
擴產情況 |
01年前於美、日、韓各增設2、4、4座廠 |
熔融下拉法發展中00年底增1座(月產15萬平方尺) |
不增熔爐,改變製程01年產能可能倍增 |
89年春增加1爐產能增加30% |
2000年時產能 |
由年產300萬平方尺提升到600萬平方尺 |
年產360萬平方尺提升到540萬平方尺 |
月產10萬平方尺年產120萬平方尺 |
550*650mm月產45萬片 |
基本客戶 |
夏普、松下、DTI、金星、三星、現代、元太、達?、聯友 |
日立、鳥取三洋、三菱、夏普、NEC、華映 |
NEC、富士通、金星 |
DTI、富士通、三星、達?、聯友 |
旭硝子,全球市佔率居次的日本第一大廠,其熔爐屬大容積熔爐,一座的容積約為康寧一座熔爐容積的2倍,目前有熔爐兩座,預計00年4Q將有一新熔爐開出,產能增加50%。
日本電氣硝子因改變製程,預估2001年產能可較2000年倍增。第四大廠日本板硝子(NH
Technoglass)目前有3座中型熔爐,預計明年初有一座新產能開出,產能增加30%。
供需結構方面,99~00年因台、日、韓TFT
LCD新產線陸續量產,且玻璃基板廠由開始建廠到試量產平均約需12~18個月,在來不及擴產下使2000年無鹼玻璃基板產能略為吃緊,日本TSR預估,2000年供需差距約在8%以內;未來需求上,康寧認為01年底TFT
玻璃基板年需求量將達1.48億平方英呎,TFT廠商未來2年玻璃基板投片量將高度成長,複合成長將達50%。供給上,全球4大玻璃基板廠在00年到01年擴增產能約在30%~1倍,且一座5噸的熔爐即足供1?2座第3代或第3.5代TFT面板廠所需,因此TSR也預估到2001年初時,玻璃的供給、需求將趨於平衡。日本玻璃大廠康寧及旭硝子則認為未來玻璃仍可能供應不足10%,但僅是對TFT廠角度而言,對應用市場而言,TFT
LCD仍是產能過剩,且過剩將持續到2001年底以後,原因在於TFT LCD廠商擴產太多、太快,超過市場需求且使玻璃基板廠商無法配合得上。
3.國內玻璃基板廠商
國內玻璃基板是LCD材料中少數沒有國際大廠技轉的項目,國際大廠選擇自己投入國內市場,但初期成立後段加工線為主,未來再規劃生產熔爐;國內目前有碧悠、中晶光電及鉅晶光電等業者宣佈投入興建熔爐,技術來自台、美、日、德等實驗室性技術,或由設備業者提供。
中晶光電技轉自德國玻璃設備供應商EPT(Eglass Platinum Technology
GmbH),第一階段將一次興建TFT及STN
LCD用玻璃熔爐各1座,預計2001年12月正式量產,2座玻璃熔爐每座日產5噸玻璃。TFT型玻璃基板足供第五代TFT LCD所需,年產680mm*880mm
TFT基板150萬片(月產12.5萬),及年產14吋*16吋 STN基板410萬片(月產約34萬片)。
鉅晶科技於00年7月成立,預期設立TFT
LCD用無鹼玻璃熔爐,分2期興建6噸及12噸熔爐2座,技術團隊來自日本及工研院,製程技術為與日本NH
Technoglass相同的熔融溢流法,第1座熔爐產能為680mm×880mm基板月產17萬片,預計02年初量產。第二座熔爐預計03年2Q。
表十四、我國TFT LCD玻璃基板廠商動態
供應廠家 |
鉅晶科技 |
中晶光電 |
碧悠國際光電 |
製程方式 |
NHT熔融溢流法 |
白金下拉製程法 |
熔流下拉法 |
熔爐數量 |
2爐(中6及12噸各1) |
5噸TFT、STN各1爐 (2年內各2座) |
5年3座10噸廠 |
量產時間 |
1爐02年初、2爐03/2Q |
2002年初(01年底試產) |
2002/Q2 |
規格 產能 |
680mm×880mm 月產17萬片/爐 |
TFT150萬片/年 STN 410萬片/年 |
680mm×880mm 月產15萬片/爐 |
主要股東 |
和信、交銀 |
|
碧悠52% |
技術來源 |
日本、台灣工研院 |
德國EPT |
美、日、德 |
碧悠電子跨入TFT
LCD玻璃基板領域,將成立新公司持股50%,技術來自美、日、德,採用熔流下拉法製程,5年內興建3座熔爐,第一座熔爐預計02年2Q量產,最大月產出15萬片供應第四代680mm*880mmTFT玻璃基板,每座熔爐可供應1.5條5~6萬片產能的TFT
LCD生產線所需,公司預期在5年後台灣有18條TFT LCD產線之際,能供應其中5條所需,佔有台灣25%的市場。
外商投資方面,康寧00年底開始南科興建玻璃基板後段加工線,預定01年4月容納4條加工線的第一模組可生產,年產2,000萬平方英尺(400萬片),最終將分4期擴建4個模組(16條後段加工線),未來並將在南科設置2座熔爐。
第二大TFT玻璃基板製造商日本旭硝子則成立殷發科技在雲林科技工業區設廠,第一期將一次建4條後段加工線,01年底量產,月產42萬片。預計2005年時在台灣的無鹼玻璃後段產線年產能可達300萬平方公尺,以680mm×880mm基板換算可年產500萬片,後續再視需要興建玻璃熔爐。
市佔率第四位日本NHT也正式在台南科技工業區投資,從後段加工開始投入,預定01年及02年陸續開始運轉16條(每條月產10萬片)、介於第3代及3.5代的後段加工整修線,
TFT LCD及彩色濾光片玻璃基板至少月產各100萬片,後續2003年開始量產第3.75代到第4代玻璃基板,月產能15萬片。
(五)偏光板(Polarizer)
1.偏光板特性
偏光板(Polarizing Plareor Sheet)或稱為偏光膜(Polarizing
Film);目前液晶顯示器都是利用偏極光作為光源,偏光板的功能就是將沒有偏極光的光線改變為線性偏極光,使與電場呈垂直方向的光線通過,讓LCD面板能正常顯示影像。偏極光的種類有反射型、複屈折型、二色性微晶型及高分子二色性型,目前以高分子二色性型為最主要生產方法,此方法的起偏材料種類又分為四種,而針對LCD所用的偏光板生產方法主要集中在其中碘系及染系等兩類。
生產結構而言,偏光板前段製程為大型聚乙烯醇(PVA)膜片捲,以碘液染色後作單軸延伸,形成偏光子再進行貼合,上下各加覆一層三醋酸纖維素(TAC)薄膜,並在上層TAC膜之外再加覆一表面保護膜,另在下層TAC膜之外以光學粘著劑貼附離型膜或者反射膜後再貼合表面保護膜,接著才進入後段切割。
偏光板的應用範圍相當廣,除用於LCD外,也可用於太陽眼鏡、攝影器材濾光鏡、防眩護目鏡、汽車防眩處理及光量調節器等用途;偏光板在LCD應用上可分為供TN、STN及TFT三種等級。
2.全球偏光板
全球TFT
LCD偏光板市場規模99年為3,000億韓元(約2.7億美元),預期到2001年可達6,000億韓元(約5.4億美元),每年約以40%的幅度成長。
全球各種偏光板生產廠商不少,但以日本為主且形成寡占,主要包括日本的日東電工(Nitto
Denyo)、三立(Sanritz)及住友化學(Sumitomo
Chemical)、Polatechno,以及韓國的A-Chem、LG化學等,TSR估計99年日東電工佔有率54%,其次三立25%,及住友化學14%,合計佔93%。這3家公司在TFT用偏光板也壟斷9成市場,其中日東電工佔有率更高達6~7成。韓國於00年初開始進軍TFT用偏光板市場,首家廠商LG化學於00年3月量產,年產能125萬片,初期以供應集團內企業LG.
Philips LCD為主,目標是01年在韓國市場佔有率達6成。
00年中TFT用偏光片因TFT新產能陸續開出、偏光片上游材料不足而供貨吃緊。日東電工00年起在日、台、韓三地全面擴充前段製程至後段加工的偏光板產能。日本方面,日東電工新生產線於00年秋季運轉,年產能將由運轉前1,200萬平方公尺,提昇50%到1,800萬平方公尺,但預估仍不敷市場所需,繼續擴建第四座廠將於01年10月量產,屆時尾道廠區前段製程年產能將到2400萬平方米。台灣方面,日東電工投資以後段加工生產為主,在高雄加工出口區投資TN/STN
偏光板後段加工線已10餘年。00年進駐台中投資TFT
LCD用偏光板後段加工生產線,目前有一台連續打拔機,以14吋換算,月產能90萬片(年產達1,100萬片);台中廠正進行第二階段擴廠,增加第二條TFT
LCD偏光板後段加工線,預計00年11月進入量產,產能提昇一倍,總計月產能180萬片(年產2,200萬片14吋偏光板)。在韓國,日東電工也是設立偏光板後段加工廠,2000年7月加入運轉,以14吋計算年產能1,100萬片。
另外兩廠商,三立2000年新偏光板生產線已於5月量產,月產能約170萬平方公尺,住友2000年初也增加一條新生產線,年產能約150萬平方公尺。
雖然日東電工計劃將01年偏光板年產能由00年中的1,200萬平方公尺倍增至2,400萬平方公尺,但上游原材料包括(PVA)及三醋酸纖維素(TAC)薄膜等偏光板上游原材料擴廠不及有可能成為偏光片產能提升的隱憂。目前全球TAC生產廠商有富士寫真(Fuji
Film)、美國伊士曼柯達(Kodak)及法國的Lonza,其中TFT用TAC薄膜幾乎為富士寫真所壟斷,市場佔有率高達9成以上;柯達及Lonza兩者因產品精度未達TFT的使用需求,其TAC薄膜僅能少量供應TN及STNLCD偏光板市場,另柯達2000年2Q起也開始進軍TFT偏光板用的TAC薄膜市場。雖然富士寫真正在擴充TAC薄膜生產線,將產能提高1.5倍,但必須到2001年10月才能完成,因此日東電工認為偏光板擴充後產能雖不虞缺乏,但現在到2001年底富士寫真TAC新產能開出前,都可能TAC薄膜供應不足而連帶使偏光板擴產產能無法順利開出來。
3.國內廠商
工研院化工所ITIS計畫(2000/5)估計,00年包含TN、STN及TFT等各種
LCD用偏光板內,台灣市場的需求量約為354萬平方公尺,較99年的239萬平方公尺大幅成長近5成;預估02年需求量將成長到525萬平方尺,其中最重要的TFT
LCD(含廣視角產品)偏光板將由00年48.5萬平方公尺大幅增加到02年的147萬平方公尺,平均複合成長率達到3成。
力特光電,由力捷集團、大洋塑膠、亞洲化學共同投資,自日本三立技轉偏光片生產技術,99年5月開始量產,是國內第一家LCD用偏光片全製程生產廠商,也是目前唯一已量產廠商;產品包括TN、STN型用途偏光片及TFT型偏光片後段加工。TN、STN型用途偏光片目前月產能30萬平方公尺;TFT偏光板後段加工產能,以14.1及15吋計算,月產能10萬片。正興建第二座TN∕STN偏光板量產工廠,預定01年5月量產,新產線寬幅增加至1330mm,月產能42萬平方公尺,屆時TN∕STN偏光板總月產能可達72萬平方公尺。
表十五、全球及我國偏光片市場成長趨勢 單位:千平方公尺
|
|
1998 |
1999 |
成長% |
2000 |
成長% |
2001 |
成長% |
2002 |
成長% |
台灣 |
TFT(WV) |
0 |
3 |
- |
43 |
1333% |
112 |
160% |
172 |
54% |
|
TFT |
0 |
55 |
- |
442 |
704% |
989 |
124% |
1297 |
31% |
|
STN/TN |
2003 |
2333 |
16% |
3055 |
31% |
3753 |
23% |
3784 |
1% |
|
總計 |
2003 |
2391 |
19% |
3540 |
48% |
4854 |
37% |
5253 |
8% |
資料來源:TSR,2000/1,工研院化工所ITIS計劃,2000/5
協臻光電,技轉美國Arlite的偏光板製造技術,最大月產能16萬平方公尺實際月產能可有8萬平方公尺,00年中開始TN/STN偏光板試產,00年STN佔7成、TN佔3成,並預定00年底切入TFT用偏光板,01年2Q量產。
激態科技,原為光碟片廠商,自韓國Kokam技轉TFT偏光板全製程生產技術及設備,預計01年4Q量產,年產量達150萬平方米。預計01年下半年TN用偏光板佔生產比重7成,TFT偏光板約佔3成,2003年才將TFT產品所佔比重提升至6成。
台肥,與MDS合作,預計2001年第二季全製程量產偏光片,年產能72萬平方公尺。