喜欢喝调酒吗?对饕客来说,调酒最大魅力莫过于高度定制化,打造专属于你的饮品。在半导体产业中,优秀的化学品企业就像是调酒师,不断研发、测试,同时考量顾定制程条件、设备差异等因素,最终端出实际用于IC产业链的产品配方。
永光化学,正是台湾少数能提供IC前(制造)、后段(封装测试)制程化学品的好手。
创立于1970年代,永光化学早期业务以纺织、皮革染料为核心,逐步发展出特用化学品(如抗氧化剂、紫外线吸收剂)、医药化学(如前列腺素原料药)与电子化学品业务。
从运营面来看,永光化学2019年总营收93.3亿元,电子化学品约贡献12%,数字不算高,产品线却相当多样,可提供IC、LCD(液晶显示器)、LED(发光二极管)、TP(触摸式面板)产业所需的光阻剂、显影液、研磨液及湿式制程化学品。
其中,光阻剂是永光化学投入20年努力研发的关键产品。
经济部技术处指出,由于半导体需求朝微型化、多样化发展,制程端为使IC电路有更高密度布局,以减小产品体积,必须不断缩短曝光波长来提高分辨率;光阻剂即是微影制程中最重要角色之一。
简单说,IC生生产机制程无论先进与否,都要经过曝光,过程中要先在芯片上涂抹不同特性的光阻剂,才能通过光源照射,让电路图形成于芯片表面,概念上有点接近于“拓印”。
“我会形容自己是一间配方公司。”
永光化学总经理陈伟望笑说,自家电子化学品出货量不拼广,专注于核心技术开发,甚至有独创的利基型产品。
此外,永光也开始将重心拓展到IC封装企业与新一代材料碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)带来的功率半导体商机上。
永光化学总经理陈伟望说,半导体发展史随每一时代改变,领头化学公司几乎不同,现有优势并不能保证持续领先。
掌握产业脉动、打出利基战略,定制服务不能少
市调机构富士经济(Fuji Keizai)指出,2019~2024年间,光阻剂市场将增长60%,规模达2,500亿日元,其中八成市场占有率掌握在日本企业手中。
永光化学电化业务副总经理林昭文解释,制造光阻剂至少需要过三关:第一,要了解客户芯片设计方式,从尺寸4英寸、6英寸、8英寸,到芯片厚度多寡、干燥方式都有影响;第二,要了解曝光系统,长期测试后才知道光阻剂是否有效显影,并呈现顾客要求的形状;第三,要克服制程差异化,例如电镀、离子植入,都会对化学反应带来影响。
对永光而言,第二点是眼前最大的考验,因为要做到这点,光阻剂企业必须购买要价不斐的设备。
工研院产科国际所指出,曝光光源可区分为紫外线(UV)、深紫外线(Deep UV;DUV)和极紫外线(Extreme UV;EUV)。生产7纳米或更先进制程产品,不只需要EUV光刻机,还需搭配EUV专属光阻剂。
紫外光(UV)光源因波长短,除了用在荧光、食物杀菌和伪钞识别等日常应用之外,也是半导体制程的重要元素之一。图片为紫外光灯下装水的玻璃杯。
在台积电2019年报列出的光阻剂供应商们,有3家已经或正计划投入最高端EUV光阻剂供应,皆为日本企业,包括领导品牌东京应化工业、信越化学(打算来台生产)及住友化学(预计明年投入开发)。
面对日本化学大厂技术领先、甚至积极来台设厂抢单,陈伟望坦言,永光即使全力投入EUV领域,都不见得可获得客户青睐,“光是曝光机就要新台币30亿元,更何况日本企业投入早,无论设备摊提、配方测试都已经跑在前头。”
因此,永光另辟蹊径,持续耕耘成熟IC制程的同时,也以更灵活、多样方式与企业合作。例如,指标客户为维持竞争力,会自行研发专利化学品配方,交由永光代工生产;或客户规划好下一代制程设计时,由永光与设备企业共同测试化学品规格。
以产品技术面来说,封装无需追求微分辨率变好,而是要配合终端产品属性,提供多样变化,这是我们强项。永光化学总经理陈伟望
面对中美科技冷战,陈伟望认为,相较半导体前端制程企业已经意识到地缘政治的脆弱、当地供应链非做不可,后端企业还在观望。
尽管现阶段的产业氛围,还是比较信赖掌握原料的外商,他相信化学品台厂只要能提供高度定制化的服务、弹性调度产能,重要性就会与日俱增。“毕竟国门是可能会关起来的,若两个总统一言不合,对方说不卖你就不卖你,又该怎么办?”