分析》關卡重重 銅箔恐長期供不應求

龐大商機如潮水般近在眼前,銅箔供給卻因銅箔廠得面臨「技術門檻提升且認證期長」、「重資本支出及設備交期長」等關卡跟不上腳步。

目前全球銅箔主要生產廠商為台灣、大陸及日本廠,前兩大為台廠—長春及南亞,年產能分別逾13萬噸及逾11萬噸,其中長春標準銅箔年產約8.6萬餘噸,鋰電池銅箔約4.8萬噸,南亞標準銅箔年產約10餘萬噸,鋰電池銅箔約1.1萬餘噸,不過南亞有部分產能為自用,並非全部外售;第三名為大陸建滔,年產能約6.6萬噸,建滔以標準銅箔為主,年產約6.2萬噸,鋰電池銅箔年產僅4,000噸,且建滔以自用為主,陸廠—靈寶及諾德、韓國SKN主攻鋰電池銅箔,其中靈寶年產能6萬噸中有4萬噸為鋰電池銅箔,諾德年產能4.3萬噸中有3.3萬噸為鋰電池銅箔,銅冠年產能4.5萬噸中亦有2萬噸為鋰電池銅箔,SKN則年產3萬噸鋰電池銅箔;至於日本與馬來西亞三井、台灣金居(8358)及李長榮科技(4989)均以標準銅箔為主,年產能分別為4.2萬噸、2.16萬噸及1.14萬噸。

由於5G運用與技術伴隨產生資料運算與儲存需求,數據運用從強調規模轉為重視低延遲、高即時性,且邊緣運算興起及5G頻譜成本高,電信商邊緣運算取代傳統網路設備,成為伺服器供應鏈切入點,如何生產符合高速傳輸要求銅箔成為考驗。

金居表示,決定伺服器/網通/雲端儲存速度快慢是CPU,CPU運算速度愈快,PCB線路上匯流排傳輸也要愈快,而樹脂攸關「介電損失」,銅箔影響「傳導體損失」,因此銅箔必須低粗糙度,銅箔粗糙度則取決於配方、銅離子濃度、電流密度、鍍液的流量及溫度等因素形成生箔晶格、晶界,並藉由表面處理微瘤化結構,達到低粗糙度(小尺寸銅瘤),但低粗糙度又難以樹脂玻纖緊密貼合,須克服剝離強度不足所產生的產品可靠度問題,尤其是銅箔往高速發展過程中,樹脂系統不一樣,愈高速樹脂愈貴愈敏感,銅箔匹配性及結合性就很重要,因此必須跟銅箔基板廠配合能力要很強,必須做到某種客製化,才能符合客戶高速傳輸要求。

在高頻部分,高頻PCB板層數低,一般為2到6層板,由於鐵氟龍與碳氫樹酯這兩種樹酯系統在高頻環境下的材料穩定度與信賴度好,是目前主要使用材料,但缺點是難加工,對銅箔廠的技術與生產能力是考驗。

高頻高速銅箔因技術門檻高,相關材料認證非常嚴謹,認證期長達一年半到兩年,一旦通過比較難被取代,目前主攻5G高頻高速銅箔廠為日本三井、福田及古河,金居及榮科,據了解,南亞雖然也有高速銅箔產品,但因南亞亦是銅箔基板廠,與同業競爭,在高速產品市佔率不高,長春仍在評估中,至於大陸廠目前多處於開發階段,尚未切入高速銅箔市場。

在鋰電池銅箔方面,由於輕薄化是未來主流趨勢,鋰電池銅箔越薄,對電池的能量密度提升作用越大,目前主流趨勢銅箔厚度從8um減少至6um,而生產6um銅箔難度在於銅箔廠技術升級與電池廠工藝配合,使用6um極薄鋰電銅箔製造動力電池,工序中最難克服是塗布與卷繞環節,品質控制重點包括:打褶、斷帶、高溫被氧化、切片易掉粉;在生產6um銅箔過程中,需要具備更高的抗拉伸強度、延伸率、耐熱性、耐腐蝕性等,以解決電池廠使用6um銅箔時出現的打褶、斷帶、高溫被氧化等缺陷,因此電鍍液與添加劑的選擇更為苛刻,鈦晶粒大小均勻性、幾何形狀、晶粒結晶方向、晶粒的晶軸排列一致性、晶粒分布密集及電場能的均勻一致性等,都會影響最終產品的技術、力學、加工及使用等性能。

鋰電池銅箔主要供應商為長春集團及陸廠,其中長春因其研發的鋰電池銅箔是電動車鋰電池中關鍵負極導電材料,且全球僅有長春及少數日廠能夠生產出符合大廠需求的特極銅箔,產品已打入全球前5大鋰電池廠,成為全球最重要電動車鋰電池銅箔供應商之一,全球電動車龍頭Tesla的電動車中,每10台就有6台是採用長春鋰電池銅箔,全球市占率上看30%。

銅箔技術門檻大幅提升,設備也因技術演進而升級,隨著鋰電池從早期的10~12微米往8、6、4.5微米發展,設備與早期有區別,標準銅箔與鋰電池銅箔產能不僅無法如過往輕易切換,電鍍鈦輪等設備交期更拉長至1年到2年。

銅箔屬重資本支出產業,也成為擴產的門檻!一顆電鍍鈦輪平均產出30噸銅箔,而一顆電鍍鈦輪價格逾千萬元,加上其他產線設備,月產1,000噸銅箔投資金額高達35億元到40億元,但產值貢獻卻未必同步增加,全球銅箔廠歷經過去因大舉投資致使產業多處於供過於求,投愈多虧愈慘後都已學乖,對擴產多持謹慎態度,採取逐步擴產方式,以免陷入投資難以回收困境,亦讓未來幾年供給難以追上需求。

(時報資訊 張漢綺)


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