【歷史上的今天】哇~被雪莉攻擊了村莊 倉和教你攻擊回去

前幾週我們介紹過南亞科台產家登公準,這週我們來談談網版印刷公司——倉和。

目錄(文章長,直接點有興趣章節)

網版印刷產業介紹(技術、產品、服務)

網版印刷又被稱為絹印或孔版印刷,原始採用絹絲製成網布,將不要印製部分的網孔填滿,要印製的開孔,透過刷漿的過程,壓力加上網線的彈性,漿料就會穿透網版,印至布料或是要印的材質基板上。

近代隨著高分子化學纖維開發應用,目前多用尼龍、特多龍、金屬製作網線,因此稱為網版印刷。

由於網版印刷的特性,使得這樣的印刷方式可以承印於各種材質之上,不論是金屬、陶瓷、塑膠、玻璃等材質都可以適用,近年來也發展到高科技產業。

舉凡電路板印刷、焊錫印刷、被動元件的電極印刷,以及近年來更高端的簡易半導體元件上的導電材印刷、太陽能電池電極印刷,都可以看到網版印刷的應用。

然而,高科技的網版印刷,對於精密度、材質特性、耐用程度的要求高,並非一般網版可以承擔。

因此開發高端網版印刷就是業者的競爭力所在,能夠更細小、更準確、更耐用並且承印不同導電材質的網版,就是產業兵家必爭之地。

為了方便稱呼,網版印刷下面都稱作網印。

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太陽能電池

目前在網印中有一個極大的市場,就是太陽能電池的導電線與電極。

在太陽能板上我們可以看到一片片像是瓦片的,就是太陽能電池本體。上面有著橫豎排列整齊的粗細線條,就是太陽能電池上的印刷電極:

圖片來源:維基百科

正面印刷電極通常考慮導熱與導電性,都會採用以銀作為主要成分的銀漿原料,混合玻璃粉等在製程印刷時穿透表面鍍膜的材質,直抵太陽能電池的晶體層,將吸收太陽光產生的電荷傳導出來,完成發電。

下圖就是太陽能電池的結構圖:

圖片來源:維基百科 Su.Wei-Cheng

太陽能電池是透過,p型半導體與n型半導體(矽晶),因光感產生電荷與電洞,再透過電極引導產生電流。

因此電極對電池的發電效率有顯著的影響,從材料的選用、電極的分布、印刷與燒結的工法都很重要。

目前以銀漿與銀鋁漿製作電極為主流材質,並採用網印將電極印刷至太陽能矽晶版,整體材料成本約占太陽能電池的10%,因此耐用、損耗沾黏少、印刷死角低、印刷線寬細,都是網印太陽能電池電極的技術核心關鍵。

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印刷太陽能電極

下圖為網印的分解說明,以印刷太陽能電極作為說明:

原始圖片來源:Researchgate 整理:奧德賽

金屬漿材(Metallic Paste)透過刮刀(Squeegee)推壓穿透網線(Screen mesh),下方為曝光過的孔版,有附著感光乳化劑(Emulsion)表示不開孔區域,刮刀推擠時漿材不會穿透,而開孔區則會因為推力而穿透,然後沾附到矽晶基板上。

更細節的製程還包含漿材如何穿透鍍膜層,沾附到矽晶層,並高溫燒結成型,因為不是網印的流程,這裡就不贅述了。

另外除了太陽能電池電極印刷,網印也大量印用在被動元件多層陶瓷電容(MLCC)的電極印刷與電路板上的電阻印刷,原理與太陽能的電極印刷雷同,都是透過網版將欲印刷的電極圖案刷上。

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網版印刷產業發展

目前網印太陽能電池電極是網印技術發展的重要應用,也是利潤與成長最大的一塊,根據彭博能源財經(BNEF)報告,2019全球太陽能發電容量已來到651GW,僅次於燃煤、天然氣、水力的第四大發電來源,也超越風能的644GW。

回顧2010年,太陽能發電容量只有43.7GW,不到10年已經成長超過10倍,且2019年單一年度就新增了119GW。

依照各國對於減碳環保與能源自主兩大政策的發展,太陽能發電的需求可期,根據IEA估計,2019-2025年太陽能發電,每年新增的安裝量約落在116-146GW之間。

隨著太陽能發電的安裝量提升,太陽能電池的成本快速下降。

2020年完成的大規模公共供電等級(utility-scale)太陽能發電廠,發電成本為每千度(megawatt-hour)35至55美元。

而四年前,全球太陽能發電成本是每千度100美元,十年前則是300美元。

相較之下,目前燃煤發電的成本大約在每千度55美元到150美元之間,與十多年前差別不大。

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倉和(6538-TWO)產品發展

因此太陽能電池製程相關的設備與器材需求也顯得炙手可熱,其中網印台廠-——倉和在這個領域表現亮眼,過去使用的網版材質多為聚乙烯醇(PVA),這是一種介於塑膠與橡膠的高分子化合物,也是製作網版的主流材料。

因此,製作門檻低,加上日本印刷大廠村上(Murakami)提高PVA的耐用程度,加上其他相關競爭廠商採低價競爭策略,讓一度佔有60%市占率的倉和被打得節節退敗,其營收一度從14億(2015)下滑至8.8億(2018),EPS也從穩定的6-7元跌到幾乎沒有賺錢。

不過,太陽能電池為了提高發電轉換率,電極製程細線化(從30μm演化至25μm、20μm、15μm),給了倉和一個轉機。

傳統製程中PVA容易吸收溶劑後膨脹,過去因印刷線寬較寬,對膨脹係數的要求不高;但隨著細線化需求,網版線寬從 30μm演變至 25μm、20μm 甚至15μm,比人的髮絲(60μm)還要細。如果 PVA 膨脹,印刷能力就會受到影響。

而倉和在營運低谷時,就開始研發新材質來製作網版,最後成功開發應用聚醯亞胺(PI)製作。

PI的特性在於與銀漿跟溶劑沒有互動反應,本身的耐磨性與耐溫特性都比PVA好,也將網版使用次數從3-5萬次提高至10-15萬次。

圖片來源:倉和官網

此外,倉和除了材質創新外,還研發新的網版結構,從傳統的30°斜網,開發到第一階段的90°無網結網版,並結合兩者,再創新開發出斜網無網結網版,綜合了30°斜網的低摩擦特性與90°無網結特性,從而讓印刷細線死較更小、耗損漿料更少。

圖片來源:倉和官網

到2020年,倉和的新材質PI網版(產品代碼 F9900)與傳統斜網(SF1),直網無網結(CF1、CF2),斜網無網結 (KA screen)等技術都已成熟並出貨給客戶,也帶來一波營收高峰,2020年全年營收達歷史新高19.4億,EPS達11.52元。

圖片來源:倉和官網

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倉和(6538-TWO)營運分析

2020占比2019占比
太陽能電池之印刷用網版1,674,75586.40%1,185,52979.06%
非太陽能電池之印刷用網版105,8265.46%170,23011.35%
網印耗材買賣157,8798.14%143.6999.58%
總計1,938,460100%1,499,458100%
資料來源:2020Q4財報 單位:仟元

2020年倉和營收達19.4億元,其中太陽能電池印刷網版佔16.75億元,比例達86%,其他為非太陽能電池的網版與網版耗材,比例都不高。

其中銷售區域主要來自於台灣與中國,又以中國13.18億元,佔比68%為單一最大市場。

千元2020占比2019占比
台灣620,42232.01%679,59645.32%
中國1,318,03867.99%819,86254.68%
總計1,938,460100%1,499,458100%
資料來源:2020Q4財報 單位:仟元

而倉和的整體獲利能力,毛利率為50%、營業淨利率32%,顯見其產品有高度利基優勢,而實際上網版僅佔太陽能電池成本的2%,遠低於銀漿的7-10%,因此目前仍未有利潤侵蝕的高利基優勢。

資料來源:2020Q4財報

然而,遭遇過技術與削價雙殺的競爭,倉和不能滿足於太陽能電池網版印刷,2018年倉和成立新的研發中心決定朝向IC設計、生技醫療的領域發展,致力於生物科技的血糖測試劑、5G天線、IC模組、被動元件,積極拓展網版印刷的新應用。

倉和(6538-TWO)財務表現(營收、EPS、配息股利、ROE/ROA)

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倉和(6538-TWO)3大優勢

  • 研發強

開發PI材質讓倉和在太陽能電池網版印刷又重新站穩了腳步,從2016營運受到挫折,到2019、2020就開發出新的材質與網印技術,證明了倉和對研發的重視與核心能力。

  • 專利多

不同於過去採用傳統製程與工法,倉和現在對於不論是材質的應用與網版製作都申請了專利,保護產品不再容易受到模仿與低價惡性競爭的窘境。

  • 地緣與交貨快速

中國目前正在加緊部署可再生能源的發展,除了減碳目標,更重要也是追求能源自主,倉和不僅在台灣有研發與生產工廠,在中國蘇州與成都都有設立子公司,未來東南亞也可能是太陽能發電的重點發展區域,倉和佔有了地利優勢,產品交貨速度快。

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倉和(6538-TW)3大挑戰

  • 產業變動

因新冠疫情影響,2020年太陽能發電相關設備出貨金額首見衰退,加上太陽能電池製程仍在開發中,未來是否影響網版印用,是一挑戰。

  • 印刷技術變遷

除傳統網版印刷,金屬遮罩印刷技術也可應用在電極印刷上,且金屬開口精密度高,沾附性更低,然而未來對於更精密的細線需求,捨棄傳統網版而改用金屬遮罩也是可能的挑戰。

  • 新競爭對手

中國政府也在扶植本土產業深化太陽能電池製程,未來可預見相關類似的網版印刷業者也會越來越多,且高端應用的要求也更顯嚴苛,且同時間還要面對國際大廠的進逼,倉和的對手一向充滿了挑戰。

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參考資料

1. 網版印刷在微光機電系統製程之應用
2. Selective seed layer patterning of PVD metal stacks by electrochemical screen printing for solar cell application
3. 台灣網版印刷一哥與全球龍頭PK記
4. 太陽能電池
5. 倉和太陽能PI網版系列 獨步全球
6. 太陽能裝置量創新高,2019 新增容量高達 118GW
7. 網版印刷新技術成功,倉和 F9900 系列深獲國內外客戶廣大迴響
8. 矽晶太陽電池高精細電極印刷技術
9. 倉和2020年第四季財報
10. 印刷工藝—實現真正100%開口之太陽能鋼版印刷技術—正中科技
11. 封城、關稅戰、追兵緊咬,倉和現三大隱憂

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