以前外商對臺積電說「材料照英特爾用就好」風水輪流轉,臺灣材料羣雄結盟搶在地化商機
攝影/童立
撰文‧王子承
材料正在成爲半導體產業競爭的下一個焦點,臺灣業者紛紛投入挑戰長年由外商主導的市場,尋找突圍契機。
臺灣的一衆半導體材料廠,正緊跟臺積電的腳步,敲開核心先進製程大門。
11月7日在臺南成功大學校園舉行的「第十屆成材產業論壇」,主題就鎖定半導體材料,邀請業界指標性廠商,如生產CMP(化學機械研磨)製程用研磨墊的智勝、光阻周邊材料的新應材、氫氟酸(HF)大廠僑力化工及ALD(原子層沉積)前驅體公司宇川精密等,分享技術進展。
會場中以醒目的「獨木不成林,神山材料羣雄並起」標語,形容材料廠對於半導體產業的重要性。而包括臺積電、聯電、應材、萬潤、旺宏在內的晶圓製造與設備材料龍頭業者,也都派出高層與會,足見對這場論壇的重視。
困境〉美日德巨頭寡佔市場
材料一向被譽爲「工業之母」,也是晶圓代工製程最基礎、卻也不可或缺的一環。
然而,全球半導體材料市場長期被美商杜邦、日商 Resonac與信越化學,以及德商巴斯夫等巨頭,掌控關鍵技術與供應,臺灣企業則幾乎毫無話語權。
以先進製程使用的光阻液爲例,日商全球市佔超過八成,臺灣業者即使努力送樣,也難以跨入供應鏈。
新應材董事長詹文雄就回憶,公司過去曾應晶圓廠邀請開發光阻液,產品也通過認證,但最終「依舊沒賣出去,一毛錢都沒賺到」,而且事後未獲得任何研發補助。業者分析,半導體材料攸關產品良率,價格不是主要考量,因此過去臺灣多數化工廠以生產大宗化學原料爲主,能將特用化學品賣進晶圓廠的公司,少之又少。
臺廠的長期劣勢,在2018年臺積電先進製程技術正式超越英特爾、三星後,出現逆轉契機。
「以前外國材料廠跟臺積電做生意,只會說『英特爾用這支材料,你照着用就好了。』」詹文雄笑着回憶。但隨着臺積電技術領先,市場既有材料逐漸無法滿足需求,外商又不願爲單一公司擴產或客製化產品,促使臺積電認真思考扶植臺灣在地供應商。
機會〉美中爭霸、臺灣得利
除了臺積電技術突破,ESG浪潮與美中貿易戰下的在地供應鏈韌性需求,也推了一把,讓臺灣材料廠取得真正打進核心製程的機會。
「當時有臺灣化工廠提早得知情況,立刻在臺擴產3到5倍,因爲他們研判外國供應商跟不上臺積電擴產速度。」投資過上品、宇川等臺積電材料供應鏈的能率亞洲資本總經理遊智元指出。
即使外在環境有利,進入對材料要求極高的臺積電供應鏈,終非易事。
成大研發長劉全璞以磨平晶圓的CMP製程爲例,臺積電要求3奈米晶圓平整度要小於一個埃(約小於一個原子的直徑級距),「難度堪比從臺南開車到新竹,道路高低落差不能超過1公分。」他形容。
靶材廠光洋科前董座、現任合一特材董事長馬堅勇也指出,自己過去與臺積電合作的經驗是,「他們會給你足夠的時間,但廠商不能犯重複的錯,每一次失敗都必須提出合理解釋。」
投入大量資源研發新材料,卻未必能獲得理想成果,是半導體材料最大的挑戰。例如,詹文雄就從自家公司由面板轉進半導體的過程,比喻爲「搶銀行」,結果不是成功,就是「失敗被抓進去關」,因爲在接到訂單前,必須花上3到5年,投入數十億元做研發、擴廠、購置設備。
瞄準ALD、CVD(化學氣相沉積)機臺使用,對空氣、水極爲敏感的前驅體公司宇川,據傳去年已經打進臺積電22奈米供應鏈,未來也計劃逐步往14奈米、7奈米推進,最終目標是攻進2奈米制程,但過程同樣艱辛。
「沒有政府的支援,我們是活不下去、也不可能有錢做研發,是各方給我們協助,纔有機會讓我們走進國際大廠。」宇川資深副總經理李文亮坦言,除了先期研發投資外,公司也找來臺積電退休的品質管理經理人,擔任共同執行長,目的就是理解臺積電驗證標準的方法論,以確保宇川能「穩健踏入供應鏈」。
想叩關供應鏈,除了技術,有時候更需要仰賴信念。
詹文雄回憶,公司早期送樣光阻周邊材料的表面改質劑(Rinse)給客戶,連續超過一年,卻沒收到對方任何的回覆,研發團隊灰心到一度想放棄,但他卻抱持正面態度,「只要人家沒有叫你不要送,那就繼續送。」最後竟迎來開花結果。
臺灣最大氫氟酸廠僑力化工執行副總經理蔡楚𬘭也指出,公司評估擴廠投資計劃時,並非只看財報,而是仰賴對客戶的責任與承諾。因此,早在2021年,僑力就宣佈在美國亞利桑那州設廠,去年正式營運,爲少數擁有全球佈局的臺灣材料供應商。
隨着本土材料公司逐漸崛起,市場也開始形成正向循環。一名長年關注半導體領域的法人指出,「愈來愈多臺灣材料廠成功IPO(首次公開發行),更容易吸引資金與人才,整個產業的估值會一起被拉高。」
一名化學材料業者也表示,因應美國供應鏈去中化的要求,某些在中國設廠或母公司在中國的材料公司,未來會更難取得臺積電訂單,「這可能成爲臺灣公司的機會。」
在前景看好之際,許多材料業者也呼籲政府助一臂之力,大舉擴張臺廠版圖。
詹文雄表示,現在一臺半導體設備不但價格高,「更是想買都買不到」,他具體建議政府成立驗證平臺供廠商使用,能加快開發材料速度;另外,制定更明確友善的法規及審查制度,讓企業在臺擴廠、進駐科學園區更有效率。
雖然臺灣材料業者會集體對政府喊話,但他們也懂得自立自強、紛紛結盟,例如新應材投資上游合成廠,也喊出可以與同業及新創合作,共享設備與研發資源,加速整體研發效率。詹文雄也透露,公司投資的合成廠歐利得,就與宇川合作,「他們拿我們合成後的材料,進行純化就好。」
蔡楚𬘭也指出,氫氟酸的基礎原料螢石,礦源主要集中在中國,除了與中國業者合作開採原料,公司也必須積極尋求其他替代來源,藉以確保供貨無虞。而僑力也與臺特化、關東鑫林等廠商,進行水平、垂直方向合作;現在也利用美國廠的空間,承接其他臺灣材料廠的代理、分銷商業務。
此外,本土材料供應商更共同成立「德鑫半導體聯盟」,希望透過合資公司的力量,將本土設備、材料推入國際市場。成大材料系友會會長、智勝總經理楊偉文透露,這個聯盟其實就是在成材論壇上萌芽。
挑戰〉缺乏人力赴海外擴展
不過,要跟隨臺積電的腳步走向全球化,本土廠商仍面臨挑戰。臺積電在日本熊本與美國亞利桑那州、德國德勒斯登建廠,迫使供應商也得從「在地化」走向「全球化」。但是赴外設廠成本高昂、人力短缺,讓大多數廠商裹足不前。一名外商業者分析指出,「相較於國際公司,臺廠對海外投資至今都還在觀望。」
楊偉文也坦言,「其實業界難以擴展歐美市場,不是技術不足,而是因爲缺乏足夠的人力來執行這項任務。」因此,業者也在論壇上呼籲政府從教育端着手培養國際人才,並且減少學用落差。
經歷公司從面板、LED(發光二極體)產業轉進到半導體的李文亮,回憶公司的發展進程,「真的是十年磨一劍的感覺,只能用心酸來說明。」從氫氟酸、光阻周邊材料到前驅體,臺灣廠商正從這些材料裡找機會練兵,讓設備、材料成爲產業的根底,未來臺廠是否能把握機會、繼續成長茁壯,值得關注。
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