產業脈動

【趨勢專欄】全球軟板市場與發展趨勢

 

訊息提供:PCB Shop 更新時間:2018/01/18

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工研院 產經中心 (IEK of ITRI)

一、前言


軟板相較於其他硬板電路板產品具有更加輕薄、更具可撓性的產品特性,在終端產品講求輕薄多工的趨勢之下,軟板的應用場域逐年增加。如圖一所示,早期的軟板只用在終端產品機構件必需彎折或移動的部位,例如折疊手機及筆記型電腦中的螢幕與主機板相連接處;或是滑蓋手機、光碟機及軟硬碟機裏的移動軟板。而隨著行動裝置產品愈趨多樣化,包括智慧型手機、平板電腦、各式穿戴裝置…都推昇全球軟板產品的需求,甚至汽車電子領域也可見到軟板產品。因此,若說軟板為目前全球電路板中最具成長潛力的產品類型可一點都不為過。

資料來源:TPCA;工研院IEK(2017/06)

圖一 軟板應用範圍日漸擴大

 

二、全球軟板產業概況

(一)全球軟板產值趨勢

如圖二所示,2016年全球軟板產值約為11,021百萬美元,相較2015年大幅衰退約7.4%左右。衰退的原因除了受到2016年全球終端電子產品消費力道減弱,所有電路板產品需求均下滑的整體因素之外,最大的原因仍是軟板最大應用市場手機的出貨量衰退所造成。2016年整體手機出貨量意外衰退0.1%,尤其2016H1全球手機出貨量較2015H1衰退近4%,更是歷年罕見的現象,雖然下半年第三季受惠Apple新機出貨超出原先預期,驅動Apple相關軟板供應商季營收成長幅度高於整體平均值,不過縱使下半年回復至成長的軌道,但全年產值仍面臨衰退。

若由全球軟板主要供應國家台灣、日本及韓國2016年的產值觀察。其中以日本廠商的衰退幅度最大,根據日本電路板協會公佈由日本經濟產業省所統計的資料顯示,2016年日本境內的軟板產值較2015年衰退二位數以上,雖然日本軟板在境內生產的比重僅佔日本整體軟板產值之12%,但也透露出2016年日本軟板產業的衰退壓力。再由軟板另一生產大國韓國觀察,根據韓國電路板協會公佈的產值顯示,2016年韓國軟板產值約為2,010十億韓圓,相較於2015年衰退幅度達到2.5%,並且已經是由2013年約2,690十億韓圓的產值規模,呈現連續三年衰退的趨勢。由於韓國軟板廠和韓系手機廠商的關連性非常高,因此近三年來韓系手機的出貨量衰退,甚至2016年三星Note7爆炸事件,都是韓國軟板產值一蹶不振的主要原因。至於2016年台灣軟板產值若由美金計價約為34億美元左右,相較2015年也衰退了3%,由於台灣軟板廠商受到iPhone出貨量的影響相當大,而iPhone的全球出貨量由2015年的2.36億隻下滑到2016年的2.08億隻,也拖累了台灣軟板產值的成長動能。

資料來源:TPCA;工研院IEK(2017/07)

圖二 全球軟板產值預估趨勢

至於2017年,全球軟板產業在歷經2016年的衰退之後,2017年在全球經濟回溫帶動之下可望重回成長軌道。成長力道包括:1. iPhone 8新功能需求,例如無線充電模組所需新增的軟板、…。2. 非蘋系統手機再創市場需求,包括三星旗鑑機種將陸續上市,其至久違的Nokia也推出新手機,勢必都會帶動另一波的軟板需求。3. 汽車商機仍有期待,尤其汽車板由多層板需求,引進更多軟板之後,預期將可創造更高的產業價值。總而言之,2017年全球軟板產值可望重拾成長軌道,全年產值可望成長5%以上,達到117億美金左右之規模。

(二) 全球軟板廠商市佔率及動態


圖二列示全球軟板市場廠商之市佔率分佈,若以廠商國別觀察仍以台灣、日本及韓國廠商為主,其中日本廠商市佔率合計超過40%以上,為目前最大之軟板生產國家,而台灣廠商市佔率也以三成左右之市佔率緊追在後,韓國廠商則多以韓系手機所需之軟板需求為主,市佔率約落在15%左右,其中韓國Young Poong Group的市佔率包括Young Poong及Interflex,另外陸資廠商東山精密則以併入之MFlex產值計算。

資料來源:TPCA;工研院IEK(2017/07)

圖三 2016年全球軟板廠市佔率分佈

 

表一則整理近二年全球主要軟板廠商之動向與策略,受到軟板市場過於依賴手機應用市場,一旦手機市場出貨量衰退,對各家廠商的影響十分顯著,因此不難看出各家廠商均在手機以外的佈局相斷著墨,其中又以汽車市場是最為各家廠商所看重,另外包括穿戴式裝置、機器人、通訊基站等應用領域。

 

表一 全球軟板廠商主要動向策略

廠商名稱

在產業中的地位/
重要性

近一年發展動向

發展策略

臻鼎
(台)

台商,國內PCB排名第一大廠,全球PCB排名第二名

ž   資本支出約為1億美元

ž   切入類載板生產,初期佔營業額之比重比不高

ž   中國大陸淮安廠第一階段擴產新增產能40萬呎/月,已於第四季投入量產

ž   結合HDI、軟板及硬板產品線深耕手機市場應用,並以穿載式裝置、智慧家庭應用作為未來全力發展的潛力明星領域

ž   軟板以彈性設計,多功能發展為主

ž   硬板則朝高密度發展

Mektron

(日)

日商,在全球印刷電路板及軟板排名第一大廠。

ž   受到iphone出貨不如預期,Mektron年度營收大幅衰退二成以上

ž   開發LCP材質高頻軟板為,其Dk值為3.0,相較一般PI材料Dk值約3.3為低,Df值為0.002也較一般PI材料的Df值0.018為低,吸水率小於0.04也較PI材料的1.5為低

ž   分散產品集中於手機應用的風險,加大軟板產品於汽車應用市場的比重

ž   鎖定汽車、工業、穿戴裝置應用市場,開發各式產品

ž   開發整合感應器之軟板產品,可應用於足部壓力偵測

 

Sumitomo

(日)

日商,全球第三大軟板廠商

ž   佈局包括機器人、通訊基地站市場領域

ž   切入醫療設備領域

ž   藉由集團內發展OLED的觸控面板,爭取未來手機OLED螢幕所需之軟板商機

ž    

嘉聯益

台商,台灣主要軟板供應商

ž   結合工研院成立及相關供應鏈廠商,成立「全加成卷對卷軟板生產製造技術聯盟」

ž   開發汽車用之高頻/高速軟板產品

ž   強化生產線的自動化程度,尤其受到中國大陸人力成本上升,將優先自動化中國大陸產線。

ž   手機及穿戴式應用成長有限,將積極佈局汽車市場

台郡

 

台商,全灣主要軟板供應商

ž   切入Apple 新機iPhone8無線充電軟板供應鏈

ž   高雄及昆山新廠陸續完工,將於2017年下半年開始陸續投產,做為未來新產品的研發及生產基地

ž   加強非蘋手機之訂單佈局,以分散營運風險

ž   Apple訂單除了手機外,持續拓展平板及筆電之市場訂單

Young Poong Group

(韓)

韓商,韓國最大軟板供應集團

ž   Apple iPhone 8最新OLED觸控螢幕軟硬結合板供應商

ž   Interflex預計於2017年投入1千億韓圜的增產投資

ž   以三星及Apple的軟板需求為主,主攻二大客戶訂單

景旺

(中)

陸商,少數具有軟硬結合板生產能力的陸資廠商

ž   增4件專利,技術包含外層半自動曝光機製作內層芯板的應用、PCB防焊通孔製作、PP邊角料封邊的鋁基雙面夾芯板與環氧樹脂組合物及塞孔鋁基板

ž   即將於2017年年初正式掛牌上市

ž   採取多產品線組合,包括硬板、軟板、HDI及軟硬結合板,以持續維持營業收入之成長力道

ž   佈局金屬基板以跨入高散熱需求之應用市場

資料來源:TPCA;工研院IEK(2017/07)

(三)全球軟板應用市場比重

圖四為全球軟板應用市場分佈,目前全球最大的軟板應用市場仍以手機為主,由於智慧型手機滲透率不斷提昇,年出貨量逼近15億隻的規模,而每隻智慧型手機使用的軟板數量也在持續上升。以iPhone為例,過去iPhone 6只有約10片的軟板使用量,而最新的iPhone 8軟板使用量估計至少20片以上,除了以往螢幕、相機模組、週邊按鍵…等元件與主板的連接軟板外,包括新的無線充電功能模組、數塊主板間的連結…都催生新的軟板需求,使得手機領域仍會是未來軟板廠最重要的主戰場。除了智慧型手機以外,汽車每年的出貨量雖然較低,但每台汽車所使用的軟板數目卻更多、成長更快,使用軟板的零件包括LED汽車燈組、影像感測器、車內資訊/娛樂顯示系統、門把、甚至動力引擎系統都已有使用軟板。其他應用市場包括生醫領域的可移動式超音波檢查機、機器手臂/機器人、高頻傳送/接收天線…等,雖然所佔比例較少,但都屬於較高利潤的利基產品。

資料來源:QYResearch

圖四 全球軟板應用市場比重

四、軟板產業未來重要發展趨勢

(一)導入印刷電子技術

日本近年來積極發展印刷電子技術,目前已掌握關鍵印刷模組技術及材料並成功整合。日本Fujikura公司積極應用精密印刷生產整合製程製作高密度電子電路元件,並成功應用於印刷電路板之製造。太陽日酸公司則研發200oC以下的奈米銅粒子,作為半導體功率元件印刷製造之接合材料。小森電子則開發利用印刷方式的Touch Sensor,線寬線距達到30μm/30μm~20μm/20μm,2015年達到實現產品銷售15億日圓之目標。凸版印刷的細線路技術則達到線寬線距10μm/10μm,並且在玻璃基板、紙質材料、薄膜均可印製,預計在2017年開發完成新導電性的墨水材料。

由於印刷電子技術在日本迅速發展,日本廠商順勢成立Japan Advanced Printed Electronics Technology Research Association; JAPERA進行印刷電子技術的研發。JAPERA目前已有26家日本廠商及1家獨立的研究法人參與,主要廠商包括上游材料、零組件商、終端系統商及研究機構。

表二 日本先進印刷電子技術研究協會主要成員

材料商

旭化成、出光興產、JNC、住友化學、綜研化學、DIC、帝人、東洋紡、日本化藥、日立化成、三菱化學科學技術研究中心

零組件

小森電子、東京電子、富士軟片

終端應用

SONY、大日本印刷、東芝、凸版印刷、日本電氣、Panasonic、Fujikura、理光

資料來源: JAPERA(2016/10)

另外,韓國以電子技術研究所為支撐,於2006年成立了韓國印刷電子中心,目標是提供過程製造、設備和分析服務,建立印刷電子領域研究開發計劃以及下一代顯示器的合作計劃,同時推動工業界與學術界的合作研究與開發。該研究中心積極舉辦各種各樣的商業活動,致力於把韓國建設為印刷電子的世界中心,目前已投資740億韓元用於前沿核心設備和基礎設施的建設。韓國知識經濟部國家研發戰略辦公室宣布,從2012年至2018年6年間,韓國政府與工業界將聯手投資1725億韓元大力發展韓國的印刷電子技術與產業。韓國並將印刷電子產業視為繼半導體與平板顯示產業之後的一個戰略新興產業而根據韓國專利廳公布的資料指出,自2009年至2013年期間,韓國廠商布局導電油墨印刷形成導電迴路並應用於軟性印刷電路板之專利成長5倍,積極搶佔市場的主導權。

(二) LCP材質高頻軟板

隨著連網應用成為市場主流,各項終端電子產品具有網路傳輸功能已相當普遍,無論是有線或是無線的資料傳輸速度都不斷往上提昇,未來10GHz以上的傳輸頻率將成為趨勢,因此高速/高頻材料的開發成為電路板材料研發的顯學。另一方面,3D立體及拉伸技術可強調電路板可塑性的應用,而一般使用的PI材料因過於柔軟而無法定型,因此改採LCP(Liquid Crystal Polymer)材料,利用LCP材料加熱後的可塑性,加工製造出所需要的3D立體軟板,例如機器人手指的彎曲關節。因此,結合3D立體及高頻應用的LCP材質高頻軟板便應運而生。以日本第一大廠Mektron開發的LCP材質高頻軟板為例,其Dk值為3.0,相較一般PI材料Dk值約3.3為低,Df值為0.002也較一般PI材料的Df值0.018為低,吸水率小於0.04也較PI材料的1.5為低。主要應用市場將著重在Type C USB接頭、4K高畫質影像傳輸接頭、SATA傳輸線、HDMI、天線…等。

(三) 壓力感測整合軟板


日本電路板廠商積極開發少量多樣高單價的利基型產品,其中Mektron所開發軟板整合感測器的技術即為典型的例子。產品結構如圖五所示,厚度僅有150μm,軟板結構內有多顆陣列排放的感測元件,並且仍然保持軟板可彎折性的特點,藉由表面受到壓力改變電阻而偵測受到壓力的大小及分佈。目前主要應用在專業運動員的球鞋鞋底,蒐集運動過程中腳底部受壓力之分佈,藉以分析運動姿勢正確與否,未來也可能進一步應用在座墊、運動器材…等應用市場。

資料來源: Mektron;LG lnnotek(2017/06)

圖五 軟板整合壓力感測元件

另外,為改善傳感器是硬幣形狀PCB基底或PET膜所製成,使得它們難以彎曲或變形,並且其點感測方式,難以大面積均勻地測量壓力的限制,LG Innotek 則推出柔性紡織品壓力感測器,採用具高彈性聚氨酯材料,可感測由壓力所引起的電容變化,並可做全面分佈式的壓力測量,已經從2016年底開始批量生產,而開發的紡織柔性壓力感測器是可3D彎曲的,使其適合於與人體直接接觸的手套和椅子等產品,其應用領域亦包含醫療保健設備、汽車坐墊、運動裝備等。

(四)智慧型手機仍將影響軟板廠商版圖變化

智慧型手機仍為目前軟板及軟硬結合板最主要的應用載具,以iPhone新機為例,使用軟板及軟硬結合板的部位包括觸控螢幕、相機模組、指紋感應模組、無線充電模組…等,每個部分由於功能訴求不同,對於軟板及軟硬結合板的規格要求也就有所不同。由於iPhone 8採用AMOLED螢幕,相較過去傳統TFT LCD螢幕,電路板所需負責傳遞的訊號量更大,所需使用的軟板生產技術本就較高,台灣過去一直也不是以AMOLED螢幕應用的軟板為主,因此未來短期內智慧型手機AMOLED螢幕所需使用的軟板及軟硬結合板,將由韓廠Interflex及Youngpoong Electronics所供應的佔多數,但台廠應仍能掌握其餘功能模組之軟硬板訂單。

蘋果的獲利除了仰賴創新產品設計外,最大的關鍵在於供應商的管理哲學。由於蘋果擁有極強的採購能力,因此供應商往往必需承擔許多壓力,例如不保證採購量,但要供應商承擔投資設備壓力;不承擔庫存成本,供應商仍得備料充足;為了避免單一供應商的風險,供應商被迫把獨家技術轉移給競爭對手…再再顯示廠商對蘋果訂單的又愛又恨,甚至必需作好隨時退出的準備。

姑且不論此次iPhone8是否真有台廠退出蘋果的軟硬結合板供應鏈名單,蘋果供應鏈廠商來來去去也不是第一次發生,就台灣廠商而言,前幾年宸鴻和勝華的退出殷鑑不遠,最近則是友達消失在蘋果供應鏈名單。必竟2017年蘋果公佈的193家供應鏈,若和2011年相比有近60家廠商已不復存在於名單中,因此,廠商在進入蘋果供應鏈所需投資的成本設備,必需更加小心謹慎評估。

五、結論

十年前軟板佔整體電路板產品產值不到10%,目前已經上升至接近二成的比重,並且還在逐年的升高當中。雖然早期軟板的應用如光碟機、數位相機、…市場萎縮,但新的終端應用範疇不斷擴大,以及每項終端使用軟板片數持續增加,都促使軟板產值在未來得以保有較高的成長動能。而在樂觀看待未來軟板產業的發展下,仍有台灣軟板業者值得留意的發展關鍵議題。

(一)    上下游整合邁入下世代智慧生產模式

為滿足未來軟板產品朝量少樣多的產品需求發展,除了硬板之外,軟板也需朝向更為智動化之生產模式邁進。軟板的主要應用過去多集中在軟/硬碟機、光碟機、折疊手機等領域,而隨著行動裝置愈來愈多樣化,軟板的生產方式也由大量標準化生產,轉為更為多樣的少量利基型生產,要求的線寬/線距也從>20μm往<20 μm 邁進。因此生產管理需更具智慧化,方能提高生產效率。

若由單一廠商推動生產智動化必需投入非常大的投資,耗費的時間也將非常久,往往造成廠商行有餘而力不足,因此電路板產業在智動化的腳步落後其他產業。一旦整合包括設備、材料、系統整合廠、軟板廠商、學研單位…等軟板上下游供應鏈,廠商的設備可透過聯盟所建構的PCB通訊協定機聯網系統,進行連線對話,並由PaaS公版平台進行生產過程的大數據分析,以針對每批不同的產品需求,規劃出最符合生產效益的排程模式,並時刻監控生產狀況,即時調整生產參數,維持產線的最佳狀態。惟在模式建立的過程之中,如何讓廠商放心地釋放生產資訊,而能確保機密資訊的安全,將是必需克服且讓廠商放心的另一項課題。

(二)    下世代Hybrid印刷電子製程

一般電子印刷技術目前己在發展,製程方式包括凸版、凹版、網印、平版…等,而各種現存電子印刷技術皆有其優點及適用的特性領域,目前並沒有整合各種電子印刷技術的設備及製程能力。由於目前電子元件朝向多功高整合的方向演進,因此一個微小電子元件包含需用凹版印刷的螢幕、網印的電池、平版的感測器及記憶體,必需透過不同的設備,甚至不同的公司才能製造完成,目前已有公司及學研單位針對各種電子印刷技術的設備和製程進行開發,或許在未來軟板上也能進行應用。

(三)   陸資軟板廠的競爭

目前枱面上的主要軟板業者仍以台灣、日本及韓國廠商為主,但陸資廠商在軟板的佈局也不容忽視,包括安捷利、廈門弘信、珠海元盛和深圳精誠達都已練兵很長一段時間,甚至難度更高的軟硬結合板都已有量產的能力,若中國手機品牌再給予更多的訂單奧援,未來對台廠的威脅恐更加不容忽視。

 

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台灣電路版協會(TPCA) 服務專員 陳致宇 Alvin ✉:alvin@tpca.org.tw 
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