貿易爭端與科技鉅變下看台灣半導體材料產業機會

 

刊登日期:2020/2/5
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謝葆如/工研院材化所
 
台灣作為全球代工產業鏈重要一員,產業有將近40%集中於高科技與通訊產業,特別是半導體產業,更是舉足輕重;時至5G、AIoT應用時代到來,科技預期將發生鋪天蓋地的變革。惟美中貿易戰延燒至今,日韓貿易禁令再添火勢。產業在面對大國爭端不息的貿易戰下,除保持相當警惕外,如何強化國內產業上/中/下游供應鏈材料自主性,把握科技變革時機,將是國家整體競爭力與產業升級不可錯過的機會。
 
【內文精選】
我國半導體年產值高達2.6兆新台幣,全球營收排名第三,產值占台灣GDP 15%以上,從業人數高達27萬人,成長動能影響台灣經濟甚鉅。2019年以來,全球5G發展加速,車聯網、AI、物聯網等應用需求帶來半導體超越摩爾定律(More Than Moore)的未來,以往通用晶片轉向系統單晶片(SoC)的開發,多項功能整合於一顆晶片中,效能、功耗、成本都是未來系統單晶片所關注的技術,晶片微小化需求新製程與新設備導入,催生半導體先進製程與高端晶片爆發性成長,預計智慧家庭、機器人、無人車、物聯網,都因系統單晶片的發展而加速實現。毫無疑問,半導體產業科技榮景將會再延續數十年不墜。
 
然而這兩年貿易戰透露出科技發展的最大隱患與變數:以日韓貿易戰來說,日本率先的三種限令材料,包括氟化聚醯亞胺(Fluorinated Polyimides)、氫氟酸(Hydrogen Fluoride)與光阻劑(Photoresist),劍指南韓面板、半導體產業命脈。氫氟酸為半導體製程重要清洗溶劑,高腐蝕、劇毒、需高濃度高純化生產技術,因此,日本挾高純度氫氟酸全球9成產量的主要生產國之勢,方能擲地有聲;另外,半導體製程最不可或缺的光阻劑,全球7成產能也出自日本,影響深遠更是不在話下。2018年我國半導體關聯材料需求占全球用量23.5%,高居世界第一(圖一),材料也多以進口為主,若遭遇同類貿易戰,材料斷鏈的衝擊不言可喻。因此,如何防患未然是科技發展延續的確保關鍵。當此5G、AIoT科技發展關頭,目前產業更需通盤戰略布局,從產業界到政府主管機關,材料國產化議題已然發酵,供應鏈(Supply Chain)確保以及自主性已是刻不容緩。
 
圖一、2018年全球半導體材料市場
圖一、2018年全球半導體材料市場
 
半導體製程包括晶圓製造與晶片封裝,從晶圓裸片到晶片成品,中間需要經過微影(Lithography)、蝕刻(Etching)、薄膜(Thin Film)、離子植入(Ion Implant)與化學機械研磨(Chemical Mechanical Polishing; CMP)等來來回回上百道製程步驟,如圖二所列示,是既專門且難以複製的工藝,因此可造就出晶圓代工的獨特商業模式。
 
圖二、半導體製程
圖二、半導體製程
 
前段晶圓製造所需的材料如表一所示,包括矽晶圓、光罩(基板)、光阻、光阻周邊配套材料、電子氣體、CMP研磨材料、靶材等,以及包含酸、鹼的各種濕電子化學品。根據2019 Q3 SEMI全球半導體晶圓製程材料市場報告(整理如圖三),2018年矽晶圓材料占比34.5%最高,其次是電子氣體12.9%,光罩12.2%,光阻及相關配套材料12.1%,化學機械研磨與製程化學品項也分別為6.6%、6.5%。以下將針對上述材料剖析其產業機會…以上為部分節錄資料,完整內容請見下方附檔。
 
★本文節錄自《工業材料》雜誌398期,更多資料請見下方附檔。

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