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東日本大地震對我國半導體產業之影響評估 (2011-03-23 IEK產業情報網 )


1.日本半導體產業群聚現況
日本宮城縣2011年3月11日發生芮氏規模高達8.9強震。影響較大的地區包括宮城縣(Miyagi)、岩手縣(Iwate)、秋田縣(Akita)、福島縣(Fukushima)。
在此區域內之日本半導體廠房分佈如下,共有18座晶圓廠,分別為1座3吋廠、1座4吋廠、1座5吋廠、7座6吋廠、7座8吋廠及1座12吋廠。加總產能約39萬片月產能(約當8吋),佔全球1,000萬片月產能的4%左右。
  • 宮城縣(Miyagi):有1座6吋廠、2座8吋廠。
  • 岩手縣(Iwate):有4座6吋廠、2座8吋廠。
  • 秋田縣(Akita):有1座4吋廠、1座5吋廠。
  • 福島縣(Fukushima):有1座3吋廠、有2座6吋廠、有3座8吋廠、有1座12吋廠。

2.日本半導體產業衝擊程度
影響的廠商包括:新電元(Shindengen)、東芝(Toshiba)、沖電氣(Oki)、飛思卡爾(Freescale)、富士通(Fujitsu)、日立(Hitachi)、ON Semiconductor、Sanken、德儀(TI)。
在半導體上游材料的部分,供應全球逾五成半導體矽晶圓廠商信越、SUMCO(勝高)部分產線因地震受創,其中龍頭信越有一座廠鄰近災區,SUMCO大本營雖在九州,但強震恐影響周邊原料供應,矽晶圓供應將會受影響,供貨勢必吃緊。
其中影響較最大的是東芝,月產能約12萬片(約當8吋),以生產消費性邏輯IC為主。其次是沖電氣,月產能約7萬片(約當8吋),以生產邏輯IC、類比IC為主。其次是德儀,月產能約6萬片(約當8吋),以生產類比IC為主。其次是富士通,月產能約4萬片(約當8吋),以生產類邏輯IC、類比IC為主。
日本最大的兩家記憶體廠爾必達(生產DRAM廠)與東芝(生產NAND Flash)之生產基地分別位於廣島與名古屋附近,為日本的南部與中部,離地震震央東北地區遙遠,受到地震影響小。後續應持續觀測日本晶圓廠房設備受損情勢、災情是否造成斷電停工。
東芝擔心所有工廠短期生產作業會受到影響,正進行調查並了解供應商的狀況以便更進一步確定。包括東芝位於川崎及大船在內的技術部門以及各個營業據點均會受到計畫限電措施的影響。說明如下:

2.1 IWATE TOSHIBA ELECTRONICS
  • 地點:岩手縣 北上市。人員無傷亡。
  • 公共設施:電力3月13日起部分供電回復。工業用水採取部分供水。工業瓦斯供應困難。
  • 建築物與內部電力設施:天花板、牆壁及空調系統等有受損,需要時間進行修復。而無塵室的狀況正持續調查中。
  • 生產運轉: 生產線全面停工。部分設備因固定鬆脫而移動。損害情形正在調查中。
  • 資訊系統:生產線管理系統停擺,預計3月22日回復運作。
  • 庫存狀況正在確認中。
  • 物流無法確保正常運送,也沒有把握取得足夠燃油。
  • 預計3月21日開始部分庫存可以出貨。

2.2 TOSHIBA COMPONENTS
  • 地點:千葉縣茂原市、君津市。人員:無傷亡。
  • 公共設施:輪流供電。
  • 建築物與內部電力設施:屋頂的排氣管受損。暫定3月21日修復完成。
  • 預計3月21日開始陸續恢復運作,但有可能受限電措施影響造成延誤。

2.3 YOKKAICHI OPERATIONS
  • 地點:三重縣 四日市市。
  • 四日市工廠部分生產線停工,但已幾乎全部恢復運作,但包含材料供應在內的整體供應鏈會受到影響。
    • 日本沖電氣方面,2011年3月21日最新報告說明OKi Semiconductor Miyagi目前的水和電力仍未得到完全恢復,正在進行基礎設施修復。並尋求替代生產系統以填補客戶訂單需求。
    • 在富士通方面,在日本關東地區的廠房執行限電計畫,對生產有一定的影響。
    • 在日立方面,茨城縣(Ibaraki)的廠房部分牆壁有裂縫。電力供應正在逐步恢復,目前正在進行中生產設施檢查。目前仍缺水和天然氣供應。日立將努力盡快恢復廠房運作並監測重要基礎設施的恢復。
    • 瑞薩電子方面,2011年3月22日最新報告說明,在日本的22家工廠中有7家暫時停止生產。包含青森縣津輕廠於3月20日重新啟動,但產能有受限。山形縣鶴岡廠於3月22日重新啟動,但產能有受限。茨城縣那珂廠有生產設備受損且停電中,計畫恢復供電後確認潔淨室狀況。群馬縣廠房預計限電結束後開始開機。山梨縣廠房生產設備部分損壞,預計限電結束後開始開機。
在日本本土封測廠方面,正釐清受損情況,又受限電影響:
  • 日本IDM大廠Fujitsu一座封測廠位於震央福島縣預計為損傷較為嚴重。
  • Toshiba有一座封測廠位於岩手縣,目前尚無更新訊息。
  • Renesas位於東京都青梅市的封測廠受限電影響。
  • 記憶體大廠Elpida位於秋田之封測廠,因停電導致運作暫時停止,3月16日起已開始階段式供電,並按序再開始生產。本次地震、停電並無造成人員受害及設備受損等情形。爾必達生產DRAM之封裝及測試九成以上在海外進行,這次作業停止之影響很輕微。
  • 而日本本土專業封測代工廠ARS所有廠房皆位於福島縣,恐有停工疑慮。
雖然日本幾間IDM封測廠受波及,但目前並未傳出轉單情況,未來可繼續觀察。

表1 日本封測廠受影響程度
公司名稱所在地產品線目前狀況影響Renesas東京都青梅市封測廠限電(3/15)低Elpida秋田封測廠限電停工(3/15)低Fujitsu福島縣封測廠-高Toshiba岩手縣封測廠-中ARS福島縣封測廠-高資料來源:工研院IEK整理(2011/03/17)
3.日本半導體設備產業衝擊程度
日本為我國乃至於全世界半導體與顯示器製程設備最重要的供應來源,其中微影曝光設備除了荷蘭大廠ASML之外,幾乎全部來自於日本,包括Nikon、Canon與NSK,日本為我國半導體與顯示器製程設備重要的供應來源,其中在微影曝光設備部份,除了荷蘭大廠ASML之外,幾乎全部來自於日本,Nikon、Canon與NSK在半導體設備合計近40%市占率。Nikon目前專門生產曝光機台的廠房,位於宮城縣名取市、宮城縣刈田郡與栃木縣大田原市共四座精密機械廠以及週邊企業的建築物及設備均已受損,並停止部份業務,進行損害調查,Nikon也尚未對於何時復工表達意見。而Canon位於栃木縣的宇都宮事業所與茨城縣的阿見事業所、取手事業所皆暫停生產,復工日期則尚未決定。日本兩大曝光機製造工廠都坐落於強震區,且呈現停工狀態,在國內的設備維修部份,短期有台灣分公司與美國分公司可以支援零組件備品及維修服務,對我國半導體與顯示器產業的運作應無影響。但中長期則需視兩大廠實際損壞與復原的狀況而定。然而以目前台灣電子產業在上游製程的黃光微影設備仰賴國外廠商的程度,新機台交期遞延是否會衝擊國內相關製造業者的設備擴廠計畫,進而影響業者擴充產能導致產品供給短缺,仍待密切觀察後續效應。
近日傳出總公司位於宮城縣仙台市的東京電氣(Tokyo Electron Ltd.)在宮城縣與岩手縣的廠房毀損嚴重,由於東京電氣是全球第二大的半導體設備商,涵蓋半導體、面板及太陽能產業,所生產機台包括塗佈(市佔80%)、氧化擴散爐(市佔40%)、電漿蝕刻(市佔25%)、沈積鍍膜(市佔20%)、濕式清洗(市佔20%)等前段關鍵製程,倘若近期內生產廠房無法恢復運作,將影響國內製造業者今年與明年的產能擴充;特別是半導體業者近來積極增加40nm與28nm先進製程的產能,勢必將受到影響。但由於蝕刻與薄膜設備較微影設備在不同節點更具共通性,因此相關業者也開始評估,必要時將65nm製程機台轉換至先進製程使用的因應措施。
同樣在青森縣擁有子公司的氣相沈積(PECVD)設備大廠優貝克(ULVAC),則稱公司在此次震災中,廠房及設備均無受到影響,待電力恢復正常供應即可再投入生產;但優貝克亦說明部份貨物在八戶港待運時受到海嘯影響,損害程度則待進一步確認。
此次東日本震災對相關電子設備產業的影響,預估以微影設備與薄膜沈積與乾式蝕刻設備受到牽連較大。在半導體微影設備部份,由於目前仍以美商艾司摩爾(ASML)擁有60%以上的市佔率,不易撼動,且由於微影設備的高技術門檻,對於國內的設備業者將不會有任何的影響。而在鍍膜沈積與乾式蝕刻部份,東京電氣(TEL)與優貝克(ULVAC)則可能必須面對應用材料等美商公司的積極搶市,但由於薄膜與蝕刻機台在不同技術節點間較易轉換,且機台的吞吐率(throughput)也較微影設備為高,預估短期內將不會造成大量的缺機潮,但中長期是否仍會影響相關業者的產能擴充,則將持續觀察。
日本因地震導致數個核能電廠異常運作,日本政府規劃實施分區停電,預估未來可能會影響上下游廠商的材料供應。日本各大廠雖無傳出重大異常,但仍需待供應鏈調查結果出爐後,才能評估其影響性。

4.韓國半導體廠商動態
DRAM的轉單效益有限,但NAND因轉單效益將增加韓方出貨,東芝為主要轉單者;海力士最近已通過Apple的26奈米Nand Flash的Qualification Process,因而期待轉單效益。
東芝為全球第二大NAND Flash供應商,地震前東芝NAND廠因停電而常出現產能損失的消息,四日市的Fab 4-NAND廠已在今年1月與3月因停電而有生產上的損失;韓方估計東芝四日市的Fab 4-NAND廠1月因停電晶片損失約六萬個,3月8日地震三天前又再因9小時停電而損失約三萬個;雖然東芝受地震的影響較短暫,但因四日市的Fab 4-NAND廠三月停電,預估將減少全球供應4%。韓方分析師進一步分析,因四日市週邊(核能)發電廠因地震損失,東芝的Fab 4-NAND廠的供電問題短期難以解決。
韓方在預估東芝Fab 5建廠進度將會被迫延緩,故會推遲量產Apple 所需要的NAND。

5.我國半導體產業受影響程度
對於台灣半導體產業來說,台灣IC設計業者多以消費性邏輯IC為主,或有機會受惠日系訂單的轉單效應,值得後續觀察。而此次受地震影響的主要集中6吋及8吋之成熟製程產品,尤其類比IC及消費性邏輯IC等為主。在高階消費性IC與台灣重疊性不高,可能影響不大。中低階消費性IC或有機會受惠日系訂單的轉單效應,值得後續觀察。目前台灣晶圓代工廠商備有矽晶圓等原料庫存,短期內影響不大,且中長期會持續尋求備用貨源以因應之,如尋求非日系廠商支援。若晶圓代工產能可能緊縮,將影響IC設計業者出貨時程。
另因日本的晶圓廠模式包括IDM及Foundry,因此台灣晶圓代工業者,或有機會亦受惠日系訂單的轉單效應。日本部分晶圓廠受損或受限電影響,可能來台尋求產能支援出貨。日本半導體廠產能集中當地,受到地震影響將使其擴大委外代工幅度以進行風險分散。
在記憶體方面,日本最大的兩家記憶體廠爾必達(生產DRAM廠)與東芝(生產NAND Flash廠)之生產基地分別位於廣島與名古屋附近,為日本的南部與中部,離地震震央東北地區較遠,受到地震之後續影響或小,但可能會有短暫停電或限電而影響到產能。然應密切注意後續對台灣主要DRAM廠商以及台灣相關後段封測廠之可能影響。
另在NAND Flash方面,東芝出貨受阻可能波及全球智慧手持裝置之零組件供應,台灣因Mobile DRAM及NAND Flash著墨不深,反而是韓國三星及海力士可能受惠此轉單效應,加上目前Memory價格上漲而大賺一筆,促使三星在半導體整體有更新更突破性的作為,都將使未來台韓在Memory產業之競爭將更加激烈。
在封測方面,日本部份上游IDM晶圓廠在地震波及下恐將轉單給台灣做晶圓代工,後段封測廠也渴望連同上游代工轉單效應一起受惠,但前提是缺料問題先得已解決。至於載板、晶圓缺料恐影響封測,分析如下:
  • 在封裝相關材料部份,影響最嚴重的為載板關鍵材料BT樹脂材料,日本廠商市佔率高。目前景碩、南亞、欣興等載板廠已緊急開會討論如何因應,未來將嚴重影響FC載板的出貨,像Qulcomm應用於Smartphone之高階晶片載板供貨將受影響,若一個月內還無法出貨將衝擊Nokia、Apple、Samsung手機出貨,有斷鏈危機。
  • 在上游晶圓代工缺高階12” Wafer的情況下,若缺料情況嚴重而短期難以改善的情境下,TSMC等晶圓代工廠將優先提供給大客戶Wafer產能,所以對於Tier1的後段封測廠恐無影響,但對於Tier2的封測廠恐有一些影響,由於較小的IC設計公司排不到Wafer產能無法出貨時,承接小客戶訂單的Tier2封測廠商就會受到波及。TSMC已強調有替代料源,影響不大,但整體成本恐上升,也會影響後段封測成本。
  • 封裝化學材料廠Kyocera位於福島縣郡山市的廠房受限電影響。
  • 銅線部份封裝廠供應商眾多,日系跟韓商皆有,日廠尚傳出受影響,韓廠部份也未接獲轉單,所以銅線部份台灣封測廠較無受影響。
  • 銅打線機台部份,ASE主要採購廠商為德商Kulicke & Soffa,佔全球銅打線機台80%市佔,且製造機台據點為東南亞,所以沒有影響。
  • Sony位於琦玉縣的封測設備廠,主要產品為SMT用Mounter、PWB檢測機台及Cream Solder Printer,受地震影響暫時停電停工。

表2 日本設備材料廠震災後對台影響程度
公司名稱所在地產品線目前狀況對台灣影響三菱瓦斯化學(Mitsubishi Gas Chemical)福島縣白河郡BT樹脂載板暫停供貨高日立化成(Hitachi Chemical)茨城筑西市BT樹脂載板-高信越茨城縣、福島縣矽晶圓產線受損高Sony Manufacturing Systems琦玉縣久喜市封裝及測試設備地震影響停電停工(3/15)低Kyocera福島縣郡山市封裝化學材料限電(3/15)低資料來源:工研院IEK整理(2011/03/17)長期而言,日本為我國乃至於全世界半導體與顯示器製程設備最重要的供應來源,其中微影曝光設備除了荷蘭大廠ASML之外,幾乎全部來自於日本,包括Nikon、Canon與NSK,而Nikon專門生產曝光機的精機廠就分別坐落於宮城縣與栃木縣,栃木縣在此次地震依據日本氣象廳公佈之震度為「震度6強」,僅次於宮城縣的「震度7」,顯示Nikon精機兩個重要廠房都陷於重大災害的地區。而Canon主要生產半導體與顯示器製程曝光設備的事業所,也分別坐落於栃木縣與茨城縣,同樣地處於「震度6強」的區域,同時茨城縣亦遭受到海嘯的侵襲。日本兩大曝光機廠都坐落於重災區,是否衝擊我國半導體、顯示器及其他光電產業的設廠與營運,後續必須密切觀察,若工廠受損嚴重,則對依賴日本高科技生產設備較高的我國業者會有一定程度的影響。
在半導體上游材料的部分,供應全球逾五成半導體矽晶圓廠商信越、SUMCO部分產線因地震受創,其中信越有一座廠鄰近災區,SUMCO大本營雖在九州,但強震恐影響周邊原料供應,矽晶圓供應將會受影響,全球半導體矽晶圓供應勢必受阻,我國整體半導體業者都會受到一些影響,這將造成下游晶片業者成本墊高。目前台灣半導體廠商因備有原料庫存,短期內影響不大,但中長期會持續尋求備用貨源以因應之,如尋求WACKER、MEMC等非日系廠商支援。而台勝科受惠於日本半導體矽晶圓產能受創之轉單效應,也將目前30萬片8吋矽晶圓及18萬片12吋矽晶圓的產能盡可能提升,以因應供貨吃緊之問題,故我國整體半導體業者雖會受到一些影響,但整體影響程度應該不高。
透過311日本大地震事件,短期政府可協助廠商在營運上的原料需求供穩定,長期政府可協助在台日半導體合作上能更進一步,例如台日的DRAM與NAND Flash產品技術合作。在半導體設備的部分,國內晶圓代工及記憶體在最先進製程曝光設備以歐系廠商為主,影響不大。對於未來有擴廠計畫之廠商,可能會有一定程度的影響。

表3 我國半導體產業影響評估
產業說明日本產業衝擊程度我國產業受影響程度半導體產業在此區域內之日本半導體廠房分佈如下,共有18座晶圓廠,分別為1座3吋廠、1座4吋廠、1座5吋廠、7座6吋廠、7座8吋廠及1座12吋廠。加總產能約39萬片月產能(約當8吋),佔全球1,000萬片月產能的4%左右。
  • 宮城縣(Miyagi):有1座6吋廠、2座8吋廠。
  • 岩手縣(Iwate):有4座6吋廠、2座8吋廠。
  • 秋田縣(Akita):有1座4吋廠、1座5吋廠。
  • 福島縣(Fukushima):有1座3吋廠、有2座6吋廠、有3座8吋廠、有1座12吋廠。
影響的廠商包括:新電元(Shindengen)、東芝(Toshiba)、沖電氣(Oki)、飛思卡爾(Freescale)、富士通(Fujitsu)、日立(Hitachi)、ON Semiconductor、Sanken、德儀(TI)。高低資料來源:工研院IEK(2011/03/15)
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