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【半導體光阻材料技術】與【結構陶瓷技術及產業應用】專題

工業材料雜誌 461 期

出版日期: 2025/5/5

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當期雜誌簡介

晶片之戰的隱形英雄：五大半導體材料開啟自主化新時代

隨著積體電路技術邁向更高密度、更高速與更低功耗的方向發展，半導體製程對關鍵材料的性能、功能性與製程相容性提出更嚴格的要求。其中，高解析光阻劑在微影技術中占據核心地位，其解析度直接決定了晶片線寬的精細程度。全球光阻市場持續擴張，預估至2028年將成長至50.1億美元，顯示光阻劑在半導體產業中的重要性日益提升。

為了進一步提升微影圖案精度，抗反射層材料(ARC)被廣泛應用於光阻下方，以避免產生鬼影與圖案失真，其中有機底部抗反射塗層(BARC)因其材料設計彈性以及與光阻間的良好相容性，成為業界主流技術，研究單位亦投入BARC材料設計、製程平台建置與專利布局，以強化供應鏈穩定性。在光阻組成中，光酸(PAG)是一種關鍵成分，影響顯影過程中圖案的形成與品質，光酸的選擇與設計直接影響光阻的敏感度、解析度與熱穩定性，是提升製程性能不可或缺的技術環節。同時，厚膜光阻劑在MEMS、封裝與顯示器製程等應用中亦扮演重要角色，其需要具備良好的塗佈性、穩定的輪廓控制以及高附著力，以適應複雜結構製程。進一步地，隨著異質整合與系統級封裝(SiP)技術發展，對電源完整性與訊號穩定性提出更高要求，嵌入式去耦電容(EDC)成為關鍵元件，而高介電圖案化材料正是實現其效能提升的樞紐，業界發展出以感光性聚醯亞胺搭配高介電鈦酸鋇粉體的有機-無機混合材料，不僅利於高解析圖案製作，亦可兼具高介電常數、低空隙率、良好熱穩定性與製程相容性，適用於3D IC與先進封裝技術，有效提升整體系統效能。綜觀而言，這些半導體關鍵材料—從光阻、抗反射層、光酸，到厚膜材料與高介電圖案化材料—在製程精度提升、元件微縮、系統整合等方面皆發揮關鍵作用。未來隨著AI、高速運算、低功耗裝置等應用需求持續攀升，半導體材料技術的創新與在地化發展將成為全球競爭的核心焦點。

開創陶瓷材料應用新局面

隨著製程技術與材料科學的進步，陶瓷的應用正從傳統走向高科技領域。因應產業升級與技術整合需求，本期「結構陶瓷技術及產業應用」技術專題從「陶瓷3D列印」、「磁磚的創新與應用」、「陶瓷切削刀具」、「陶瓷精密加工」至「陶瓷材料檢測技術」，以五個領域方向來介紹工研院材料與化工研究所的陶瓷研發能量。

陶瓷3D列印為近年材料與製造領域的重要突破，能實現高複雜度、內部結構多變的陶瓷構件，廣泛應用於航太隔熱件、生醫植入物、高頻電子元件等高值領域。磁磚為陶瓷應用中最具規模的傳統產業，其創新焦點近年已轉向功能化與智慧化表面處理，例如：抗菌、自潔耐污、防靜電、多孔等磁磚，透過數位噴墨列印與高性能釉料的結合，不僅限於裝飾用途，還能進一步拓展至醫療空間、淨化牆面、甚至智慧建築的感測介面。高性能陶瓷切削刀具通常為一種改質材料，兼具高硬度、高熱穩定性與耐磨耗特性，特別適用於高速加工鑄鐵、鎳基超合金等難加工材料，此材料已廣泛應用於汽車與航太領域，是替代碳化鎢刀具的潛力新星。陶瓷精密加工是陶瓷材料應用邁向高值化的關鍵步驟，透過如：超音波加工、雷射輔助加工、放電加工(EDM)與拋光技術，使陶瓷加工技術的發展趨勢朝向多元化與高效能化。陶瓷材料檢測技術是產品的品質保證與研發的基礎支撐，無論是3D列印構件、切削刀具或創新磁磚，其性能與可靠性均需精密材料檢測來驗證，工研院材化所具備陶瓷領域之機械性能、熱性質、微結構觀察與成分分析之檢測能量，為陶瓷產品提供品質控管與壽命評估依據。多種陶瓷技術面向，從傳統到高階陶瓷材料市場朝向高值化、客製化與智慧化的發展趨勢，對我國陶瓷產業升級與國際競爭力具有深遠意義。

主題專欄與其他

淨零永續專欄「企業電動機車碳排效益分析」一文，著重於企業導入運具電動化，以機車作為評估示範，並凸顯於企業落實ESG貢獻，主要探討電動機車減碳的量化數值，並以組織、產品、專案層面去解析對應的效益，同時依據ISO標準來估算數值，應用於ESG對應的標準呈現。能源/儲能專欄「下世代超高能量密度鋰離子電池設計—鋰金屬負極的開發、應用與安全性」延續上期，針對過往鋰金屬使用會出現的問題、學理機制以及目前可能的解決方案進行介紹與剖析說明。專文篇篇精彩，歡迎賞閱！

凡對以上內容有興趣的讀者，歡迎參閱2025年5月號《工業材料》雜誌461期或參見材料世界網，並歡迎長期訂閱 或 加入材料世界網會員，以獲得最快、最即時的資訊！

展開/收回

雜誌目錄

▓ 煮字集

27 數字年談中文數字

▓ 半導體光阻材料技術

29 晶片之戰的隱形英雄：五大半導體材料開啟自主化新時代

30 半導體用高解析光阻劑

38 半導體用抗反射層材料

48 半導體用光酸材料技術

55 半導體用厚膜光阻

69 半導體用高介電圖案化材料

▓ 技術發表會

77 Data Center伺服器冷卻液「DAISAVE」系列的開發

▓ 結構陶瓷技術及產業應用

82 開創陶瓷材料應用新局面

83 淺談3D列印陶瓷

93 科技賦能：磁磚的創新與應用

102 陶瓷切削刀具發展趨勢

117 陶瓷加工技術

126 陶瓷材料檢測技術

▓ 主題專欄

132 企業電動機車碳排效益分析

142 下世代超高能量密度鋰離子電池設計—鋰金屬負極的開發、應用與安全性(下)

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