SEMICON半導體展前夕,SEMI國際半導體產業協會今(21日)邀請34家國內外業者,舉行「半導體材料聯盟成立大會」,環球晶董事長徐秀蘭、李長榮化學總裁李謀偉,以及日月光、美光、萬潤、辛耘、志聖、弘塑、默克等上下游業者,都是現場的站台嘉賓。

「現在,是材料商成立聯盟,最好的Timing(時機)!」徐秀蘭在致詞時表示,如果早幾年,晶圓廠取得的材料量足夠、沒有供應問題,業者不見得會想要給本土廠商機會,或是想培育第二供應鏈,但現在,狀況大不同。

AI需求+地緣政治,材料供應鏈韌性獲關注

她指出,目前不僅AI帶動半導體需求,使得各種材料產能吃緊,另外像美伊、俄烏戰爭等地緣政治事件,更讓部分的材料、氣體、化學品,遇上不可預期的運輸中斷,許多晶圓廠業者開始思考,「我怎麼擁有更好的材料供應鏈韌性?」

事實上,本身就是該聯盟共同主席之一的徐秀蘭,除了執掌全球第3大矽晶圓廠環球晶,她也是該集團旗下的台特化董事長,該公司生產的無水氟化氫,是半導體製程不可或缺、卻長期被外商壟斷的化學氣體。

另一間她麾下的子公司晶化科技,則是台灣唯一自主研發、生產ABF載板增層膜的台廠。「ABF」這項用於IC載板的材料,日商「味之素」的全球市占率超過90%。

做為台灣少數與國際大廠正面交手的企業家,徐秀蘭在去年的半導體展就曾點出,台灣的半導體材料,不能「只」依賴進口,她當時指出,不只先進製程節點,「未來只要少任何一項關鍵化學品、氣體,就可能成為半導體產業的Choke point(掐脖子)。」

很多人都知道,台灣在晶圓代工產業,是世界的「巨人」、全球市占率超過70%,若只算3奈米以下的先進製程,全球市占率更超過90%。

但,如果從材料的角度看,台灣卻是「侏儒」。

日商產業鏈分工細緻,稱霸半導體材料

SEMI統計,去年台灣採購超過217億美元的半導體材料,高居世界第一,但,台灣的採購對象,並非台灣本土業者,而是倚靠大量進口,其中,又以對日本的採購最多。

在半導體材料的世界,日本,就是世界的龍頭。在另一份統計中,日商在全球半導體材料的市占率高達52%,這個領域當中的企業巨人,包括信越化學、住友化學、JSR、富士軟片等動輒百年歷史的大型日企。

以把電路圖案「印」到晶圓上的關鍵材料「光阻劑」為例,日本JSR集團、信越化學、東京應化等3家公司,就囊括全球超過80%的市占率;先進製程必備的極紫外光(EUV)光罩基板材料,光是日商Hoya一家,全球市占率就達到8成。

究竟在材料領域,日商是怎麼把市占率、競爭門檻牆築得這麼高?

半導體材料整合服務商、崇越科技首席執行長陳德懿指出,日商占據市場的關鍵在於,「跟台灣的晶圓代工產業鏈一樣,分工極其『細緻』。」

他以光阻劑為例,它其實是由多種成分組成,像樹脂、感光劑、界面活性劑等,而這些成分,在日本都有對應、擁有獨門配方的供貨商,並非單一一家龍頭廠商就能獨立完成光阻劑。

就像台灣的護國神山,也需要上中下游細緻分工、緊密合作才能強大。日本經過半世紀累積,整條半導體材料的產業鏈,分工精細、廠商齊全,「這也是為什麼,(日商的)配方即便被其他廠商逆向分析,但品質總是差日商一點的關鍵。」陳德懿說。

台廠該怎麼突破?先進封裝是最佳機會!

除了產業鏈優勢難以撼動,以賽亞調研分析師鍾志宏指出,對於晶圓廠來說,「只要東西能達到性能要求,就會繼續沿用,不輕易換供應商,」而且,若要研發下一代製程的材料,晶圓廠通常習慣找原本的供應商(像日商)合作,讓後進者難以進入。

不只進入門檻高,台廠想自主研發,也須承擔龐大風險。鍾志宏指出,由於每代製程的要求不同,台廠若想自主研發新材料,遇到的困難十分現實,譬如,研發一個節點動輒耗時兩到三年,一旦驗證失敗,等於先前投入的人力、資金全部打水漂。

換句話說,日商「卡」住的,不只是現在的市占率,還包括了下一代材料的入場券。

不過,困難不等於沒有機會,近年產業的新趨勢,給了本土業者切入契機。

像先進封裝,就是一個突破點。陳德懿說,因為AI晶片的關係,出現各種新興的封裝技術,「這些技術是過去沒有的,因此也衍生出新的材料需求,」他強調,這些新需求,通常需要新材料,不像光阻劑這類一直都需要的產品,能透過迭代來滿足。

鍾志宏也觀察,後段封裝所需要的材料,對複雜度、精細度的要求,不像前段製程這麼高,確實可以是台廠的敲門磚。近期像長興材料,就透過先進封裝的關鍵原料——填充膠(MUF),成功切入台積電CoWoS供應鏈。

其他成功案例,還有像三福化,近年也搶進先進封裝所需的「光阻剝離劑」;達興材料自主開發、用於2奈米以下製程的高純度蝕刻液,也確定通過台積電認證。

此外,永光化學已出貨的感光型聚醯亞胺(PSPI),就是用於先進封裝的配線層與保護層;新應材的黃光微影表面改質劑(Rinse)與底部抗反射層(BARC),也打進晶圓代工廠到2奈米製程。

台廠問題不在「沒材料」,結盟可提高勝率

一名半導體檢測業者指出,台灣目前比較大的問題,並不是「沒有材料」,而是部分關鍵材料的供應來源過度集中在日本等外商手上,且替代材料導入製程所需時間太長。

「半導體材料,跟一般工業材料最大的不同,就是不能今天A廠商材料缺貨,明天直接換B廠商。」該名業者指出,由於換料牽涉製程中各種參數,一定需要重新驗證,第二家材料能不能在合理時間內通過驗證、並進入量產,將十分關鍵。

這些痛點,也是為什麼需要成立聯盟、「打群架」的原因。

徐秀蘭指出,台灣一直有很多本土的化學商,規模也許不大,過去也很少被看見,卻能在自身領域做到世界第一;將來,藉由串連美光、日月光等晶圓與封測廠業者,提高自家材料被測試的機會後,「未來,我希望台灣的(本土)材料業被看見!」

目前,半導體材料聯盟共串聯了逾400家企業,徐秀蘭說,這個平台,就是讓業者不再單打獨鬥,期待未來不管是透過合資或「以大帶小」、讓大公司與小公司彼此合作,「希望更多的台灣企業,將來不再是隱形、但仍然會是冠軍。」

核稿編輯:侯良儒
責任編輯:查慧瑛