:::

淺談半導體材料發展趨勢

2022-05-12

2020年全球半導體材料營收創下555億美金,2021年隨車用電子需求大增與加速數位轉型,業界晶片產能不斷提升,全球半導體材料市場也隨之擴大,2021年全球半導體材料市場營收達到643億美元,成長15.9%,其中前段晶圓製造材料使用者有台積電、聯電、力積電、世界先進、華邦電及旺宏電子等,市場較前一年增長15.5%達到404億美元,主要材料包括矽晶圓材料、薄膜製程用材料(如離子佈植材料、化學沉積特氣、原子層積材及金屬層積材料)、黃光製程用材料(如光阻劑、光阻配合材料、顯影劑及去光阻劑等)、清洗/蝕刻(如濕製程化學品、乾蝕刻氣體等)、化學機械研磨(如研磨漿料、研磨墊、鑽石碟及研磨後清洗劑等)。供應商有默克、三井化學、液空、東京應化、住友化學、信越化學、關東鑫林、巴斯夫、僑力、杜邦等業者。

後段封裝製程材料使用者有台積電、日月光、聯電、力成、景碩科技等,市場較前一年增長16.5%達到239億美元,主要材料有固態模封材料、液態封裝材料、增層材料、重分布層材料、防焊油墨及銅箔積層載板樹脂等,主要供應商有住友培科、味之素、杜邦、太陽油墨等。

因台灣擁有大規模晶圓代工和封裝基地,成為全球最大半導體材料消費市場,2020年127億美元,2021總金額達147億美元。雖然台灣擁有完整的半導體產業鏈及研發能力,部分半導體材料供應仍須仰賴國外業者供應,為讓半導體材料在地化生產,政府積極招商,近年已有愈來愈多的半導體材料外商來台進駐,包含德商默克(MERCK)、日商信越化學、日商德山等半導體設備及材料國際大廠,來臺投資設廠或設訓練中心,並鼓勵國內業者積極進行開發,以提升國內半導體競爭力。目前臺灣半導體材料發展趨勢可分為三方向:

(一) 半導體關鍵材料技術自主
臺灣已有化工廠如長春石化等,逐步跨入半導體化學品產業供應鏈,或與國外業者合作,如台塑和德山合作,開始投入半導體化學品製造生產,尤其經由日本管制出口光阻材料事件,影響韓國半導體產業,顯示半導體材料技術自主之重要性。

政府投入6億元推動「Å世代半導體計畫」(110-114年)鼓勵我國業者投入半導體材料研發,培植國內半導體材料自主技術,藉由產業創新平台補助業者開發液態封裝材料、DUV光阻材料、感光性聚醯亞胺、碳化矽晶圓材料等,促成國內材料技術自主。

(二) 建置材料驗證平台提升競爭力
為提升國內下游晶圓與封測業者測試意願,政府與法人建立α-site驗證平台,加速下游半導體/封裝廠商產品測試認證機率,縮短材料客戶測試時間(至少5年),目前已建置α-site驗證平台如圖1。


圖 1、半導體材料α-site驗證平台

(三) 循環回收
隨著蘋果、Google或台積電等大企業做社會責任的要求。不僅要減碳,還要做到完全回收,將廢棄物減到最少,已成了不可逆的趨勢,但隨著先進製程發展原材料使用量增加,所產生的廢棄物也隨之增加。

台積電自2012年領先業界建造「氫氧化四甲基銨(TMAH)回收再利用系統」,到2019年進一步將系統從「高濃度TMAH回收」向「低濃度TMAH處理」推進。經大量實測,成功開發適用各種水質的處理方法,十二吋晶圓廠放流水之TMAH平均濃度已穩定維持低於8ppm水準,遠優於法規60ppm規範。隨先進製程開發,TMAH與廢棄物回收再利用更迫切需要。因此與三福化工合作進行TMAH廢水處理與應用,並在2021年擴廠增加產能,拓展綠色商機。

 

資料來源:台積電/工研院材化所整理
圖2、台積電優化TMAH處理改善流程

結語:
為協助業者開發3D封裝及半導體先進製程所需半導體材料,除藉由政府計畫鼓勵國內業者投入外,法人亦將持續建立α-site材料驗證平台,加速產品通過產線測試,提升半導體材料技術自主,維持我國半導體領先優勢。另外目前在環境保護意識抬頭,也必須開始面對在製程上使用大量汙染性的化學品廢液處理問題,透過回收方式取得原料,將是未來半導體用化學品的目標。 

  • 延伸閱讀
2022Q5Expo
2022中彰投實體就業博覽會
2022Q4Expo
求職歷程開箱趣
投資青年就業方案
退休人才查詢專區
勞動部因應嚴重特殊傳染性肺炎(COVID-19)疫情衝擊之對策措施
安穩僱用
111年青年就業獎勵計畫
失業認定線上申請
安心即時上工計畫
職涯線上諮詢
國人海外達人投稿活動
111年勞動市場服務滿意度調查將於6月下旬開始辦理
創業圓夢

「經典味,是歷代人傳承的智慧結晶;海洋,更是經典味的珍貴資源寶庫」,永續經典,從海洋開始。海洋,為我們帶來鮮甜海味、供應20% 以上的蛋白質來源( 其中一半來自於養殖),更儲存60% 以上的碳匯,氣候危機當前,乾淨的再生能源取代高碳排化石燃料( 煤炭、石油等) 亦刻不容緩,而全球最大碳儲存庫不是來自人們極度關注的森林,而是來自廣闊無際的大海及幽深海底,因此,如何在友善養殖中運用海洋資源達到儲碳、固碳、清理底質一舉數得,即是海洋福星團隊的關鍵技術。海洋福星團隊匯聚養殖職人、水產獸醫師、資訊科技及AIoT 技術專家,自2016 年即不斷進行專利佈局、推動核心海參育苗技術、配搭藍碳共養模式,在2020 年初正式成立海洋福星生物科技股份有限公司,並於同年一舉獲得行政院國家發展基金投資肯定。目前戮力於AIoT 導入智慧判讀,提供合作養殖業者量化生產協助,以達儲碳固碳、友善養殖的最終目的。海洋福星在2021 年春天推出『養參世家』品牌,致力於推廣自家及合作夥伴之友善綠色商品,例如獨家的海參商品、魚蝦製品、養生補品、生技產品、綠色商品等,並同時宣導氣候變遷、海洋保育觀念,期待透過科學化及數據化的養殖模式,為減輕地球暖化及儲碳固碳出一份力。全臺第一家海參育苗養殖團隊 海參,除是古今滿漢全席頭碟、皇家專享宮廷菜品外,更是華人圈經典養生珍品與年菜必備美味,海洋福星團隊深知想延續海參經典美味,唯有從臺灣海參產業的痛點著手解決( 國內海參瀕危且禁捕、100% 倚賴海外進口、售價逐年飆高等),從創建「全臺第一家海參育苗養殖團隊」開始,並獲得相關養殖專利。藍碳共養機制 投入「藍碳共養」建立生態系養殖圈,進一步從儲碳固碳著手,運用IoT 技術平臺串聯不同養殖區,並透過虛擬養殖助理導入,擴大合作業者之投入。再藉由分潤收購機制、商品研發到虛實展銷,以一條龍的模式打造能兼顧環境、減輕養殖負擔、平衡養殖風險、獲取碳價值的共養方式,以身為「世界第一家儲碳養殖業者」自許。綠色品牌‧ 養參世家全臺第一家主推儲碳養殖商品品牌、臺灣獨家首推海參周邊商品的農企業,購買養參世家商品的同時,即為化解地球暖化盡一份力,品牌以此為第一考量行動力、勝過追求產量及成本,以達永續經營。友善新創.永續經營海洋福星團隊除秉持「經典.永續.共好」初衷、朝綠色品牌發展推動經典優質好物外,期待以自有養殖模式輸出至邦交國,未來更進一步延展至妝品、健康食品,以期成為臺灣在地特色經典品牌、推向全球市場之在地品牌典範。海洋福星生物科技團隊合影