臺灣作為半導體先進製程中心指日可待?(張淯)

文:張淯|文字編輯:殷瑞宏|圖:Pixabay|責任編輯:涂開司|核稿編輯:黃家音

今年剛開始,有臺灣「護國神山」之稱的台積電表現亮眼,挾其衝勁帶動臺灣股市表現屢創高峰。除了近年因應美中貿易戰與COVID-19(新冠肺炎/武漢肺炎/新型冠狀病毒)影響帶來的全球產業鏈生態改變,台積電能夠把握這個發展機遇之外,接下來若要能維持這個優勢持續領跑,台積電乃至於臺灣其他半導體領域的業者,仍有一定的功課要做。

關鍵之一,就是掌握當前工業4.0發展脈絡,唯有清楚瞭解當今世代轉型所繞不開的關鍵節點,方能持續握有技術或通路優勢,在產業界立於不敗之地。本文嘗試以半導體領域的製造工程為例,來談一談從業者不得不知的故事。

統半導體設備若要提升其製程的精度,在如今的需求下難免遭遇到所謂的物理極限瓶頸,因此在面臨7奈米以下的先進製程時,就需要仰賴和以往不同的新技術支援。在科學技術發展日新月異之下,所謂的瓶頸就是用來打破的。

關鍵技術

被譯為極紫外光微影或超紫外線平版印刷術的Extreme ultraviolet lithography(EUV),是一種利用波長極短的極紫外光波長的微影技術,被認為是拯救半導體先進製程的仙丹。它的運作原理就好像影印機一樣,可將極度細微的電路印在晶圓晶片上來克服過往的設備極限;相對也要價不斐,一臺設備就超過一億美金,若不是稍微有些資本的公司恐怕也負擔不起。

我們的台積電顯然有眼光,也有資本能夠運用這個先進技術,由荷蘭半導體大廠艾司摩爾(ASML)推出的EUV光刻機儘管所費不貲,台積電仍舊大規模買進,目前全球幾乎一半以上的機器都在臺灣。不僅如此,其實早在2010年ASML就提供第一臺 EUV 微影設備原型機給台積電進行研發,隨後2017年交付第一臺量產型 EUV 微影系統,再到2020年於臺南科學園區落成EUV培訓中心,這些都在在顯示了台積電是如何搶先布局關鍵技術的研發,以在全球供應鏈中獨占鰲頭。

每當一項新技術或新產品備受矚目時,它的概念股也同樣會吸引投資人的眼光。所謂概念股,顧名思義就是與其核心價值有關的產品開發、設備製造、技術服務及業務銷售等,若以EUV來說,同樣也涵蓋了其零組件供應鏈的上、中、下游等廠商。當然要注意的是,儘管可以說是「周邊」,但這些概念股與其核心之間並不具備絕對的因果關係,換句話說,就算從目前的趨勢來說EUV前景可期,但其概念股只是相對漲勢看好,並不意味著絕對會跟著一片大好,具體還是得看個別公司的營運表現。

本欄目過去也多次提及概念股以供讀者參考,以EUV來說,除了是當前半導體產業體現競爭力的戰略手段之外,由於勢必要繼續朝向3奈米及2奈米等先進製程推進,目前一般都認為還有兩到三年的漲勢是可被預期的,因此概念股的家登(3680)(EUV Pod及傳送盒供應商)、帆宣(6196)(EUV雷射穩壓等次模組代工)、公準(3178)(EUV曝光機精密零件)、意德士(7556)(EUV真空吸盤)等也就連帶被看好。

智慧製造

不單是從業界的運作邏輯,來自政府部門的意向動態也須被納入觀察變項。這兩年臺灣在政府的支持下,臺灣多所院校陸續成立半導體學院,以此為媒介讓產官學界的量能與資源可以更好地互補;政府更宣示要進一步推動半導體設備的國產化,試圖打造臺灣成為「亞洲高階製造中心」和「半導體先進製程中心」,亦串聯民間社群來攜手推動臺灣半導體設備產業的升級。

臺灣的產業以中小企業為大宗,從過去的經驗來看,最大的缺點之一就是個別的研發能力與資源投入大多不足,如今有了政策支持為後盾,許多問題或許都能迎刃而解。換句話說,半導體產業的發展,有很大機率可以贏來一波榮景。

除了上開內容,我們還要瞭解的一個概念是智慧製造。何謂智慧製造?其蘊含幾個基本要素,包括導入自動化設備、進行設備連結與數據整合、從事遠端監控,以及結合AI技術。在本欄目上一篇中有稍微討論關於AI的議題,此對於如何提高產能並減少出錯率是一個關鍵;如果不納入AI的運用,單就前三者而言其實以目前的技術手段不難實現,而AI的主要差異在於其本身所代表的自主學習與優化調整等特性是否被需要,畢竟在傳統的製造工廠中,主要是靠一系列固定的邏輯在執行,跟AI具有彈性的操作有所區別。

換句話說,只要能透過精準設定達到預期的產量或品質,其實AI的導入或許並非必須。但以工業4.0的角度來說,我們需要的可能是不斷因應外界變化且達成自主進步的一套製程模式,如此才能完成整個體系的轉型升級。

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