EUV 世代下,台廠能分幾杯羹?

業界一度認為摩爾定律已死,極紫外光 (EUV) 微影技術出現,又為先進製程的向前推展點燃了火花。台積電董事長前陣子更宣布「摩爾定律仍活得好好的」。
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REUTERS/達志影像
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原文刊登於 MoneyDJ,記者王怡茹,INSIDE 經授權轉載。

全球晶圓代工大廠布局先進製程腳步不停歇,作為龍頭的台積電 (2330) 董事長劉德音於「SEMICON Taiwan 2019」會中指出,2020 年將是 5 奈米極速擴張的一年,而 3 奈米、2 奈米的進度也令人振奮;他更強調:「至今,摩爾定律 (Moore`s law) 仍然活得好好的!」

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摩爾定律引領半導體市場超過半個世界,隨著晶片的尺寸逼近物理極限,一度讓外界憂心,這盞產業「引路明燈」已死,而極紫外光 (EUV) 微影技術出現,又為先進製程的向前推展點燃了火花。目前除了台積電外,三星 (Samsung)、英特爾 (intel) 等大廠也開始導入 EUV 技術,在此趨勢下,台廠是否有機會搭上順風車呢?

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台積電 5 奈米明年 Q1 量產,2 奈米也有影

先來看看國際大廠採用 EUV 技術的現況,邏輯 IC 方面,台積電自 7 奈米 +、三星在 7 奈米導入 EUV,而 intel 則規劃於 2021 年量產 EUV 7 奈米製程;就連技術落後國際大廠的中芯,也向 ASML 購入了 EUV 設備,凸顯其發展 14 奈米以下更先進製程的野心;記憶體部分,三星、海力士、美光也規劃採用 EUV 技術。

直至目前,台積電在先進製程的技術實力領先全球,7 奈米已第二年進入大量生產,共生產 100 萬片 12 吋晶圓,就供應鏈透露,今年第四季 7 奈米月產能可達到 10 萬片以上。根據 IC Insights 預估,第 4 季 7 奈米 (包含 7 奈米、7 奈米加強版、7 奈米 +、6 奈米) 營收占比可望達到 33%,全年占 26%。

5 奈米進度也非常順利,預計明年第一季量產,台積電今年下半年來更連續上調產能規劃,自 4.5 萬片到 5 萬片 / 月,再到 7 萬片 / 月,5 奈米 + 則力拼在今年底前小量生產,未來研發重點將放在 3 奈米、2 奈米持續研究中,從劉德音在今年半導體展上所透露的訊息來看,目前進度令人滿意。

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EUV 為摩爾續命 然恐擾亂設備供應鏈

為何 EUV 那麼重要?根據摩爾定律,積體電路 (IC) 上可容納的電晶體數目,大約每 18-24 個月就會增加 1 倍,性能也將提升一倍,成本則下降一半。從物理定律來看,電晶體的微縮不可能永無止盡,市場有不少聲音質疑摩爾定律將無法延續;而 EUV 技術可以減少晶片生產步驟及光罩層數,達到降低成本的好處,因此被視為推進先進製程的關鍵之一。

IC 製造主要任務為把光罩 (MASK) 的電路圖移轉到晶圓 (wafer) 之上,步驟大致有「薄膜 (thin film)→光阻 (PR coating)→微影 (exposure )→蝕刻 (etching)→清洗 (cleaning )」接著重複數次循環直至完成。微影相當重要的一個步驟,目前普遍使用的是浸潤式 (immersion) 微影工藝,而 EUV 則是 7 奈米以下先進製程的主流。

根據 ASML 說法,該技術可以顯著地減少薄膜、蝕刻和檢測的循環。業界人士則分析,而這些步驟的設備供應商正是 Lam Research (科林研發)、Applied Materials( 應用材料)、KLA Tencor (科磊),而化學材料使用的量也將降低;也就是說,除 ASML 自身外,其他國際設備大廠無法享受到 EUV 世代的成長機會。

半導體設備 / 材料 台灣缺乏關鍵產品

回到台灣來看,自從漢微科被 ASML 買下後,台灣便沒有可以生產關鍵半導體設備的公司,目前台灣廠商多只是為國際大廠代工零組件或代理設備,業績與大廠需求連動。現在市場已知的 EUV 供應鏈,包括光罩盒供應商家登 (3680)、EUV 設備模組代工廠帆宣 (6196) 等;而京鼎 (3413)、日揚 (6208)、公準 (3178)、翔名 (8091)、千附 (8383) 等則有為 Applied 代工零部件。

在 ASML 供應鏈中,家登今年表現突出,累計 1-8 月營收 14.6 億元,年增 50.67%,創同期新高。依業界估算,隨著製程不斷向前演進,EUV 光罩層數也將呈現倍數增加,目前 7 奈米製程約使用 5 層,而 5 奈米估可提升到 14 層以上。法人表示,明年台積電 5 奈米製程將急速成長,有望加持家登出貨動能,全年 EUV 光罩盒出貨量可望較今年倍增至 6,000 個以上。

至於半導體化學材料方面,這塊市場也多掌握在日本、德國等國際大廠手中,僅有極少數台廠有打入供應鏈。台積電向來不評論單一客戶與訂單、產能狀況,其供應鏈也多嚴守紀律、不向外透露相關消息,據傳,目前僅有勝一 (1773)、康普 (4739)、榮化等為台積化學材料供應商。

全球板塊重整 產業升級迫在眉睫

台積電、三星等大廠積極在先進製程採用 EUV 技術,顯示此已是大勢所趨,但以目前看來,能夠直接受惠的台廠僅有少數,主要原因是台灣半導體設備、材料業者缺乏關鍵技術,長期以來在全球供應鏈處於較為弱勢的位置。而隨先進製程持續往前推進,大廠們對於供應鏈產品的要求也更為嚴苛,相關業者若不能同步進行升級,壓力恐怕不小。

劉德音在今年半導體展上特別提出建言,過去當全球板塊重整之時,部分企業因沒有掌握關鍵技術而式微,產官學界必須「加強半導體基礎研發動能」。這或許也警示著,台廠應積極投入資源,儘快進行產業升級,才能提升產品競爭力,讓公司跟著趨勢迎風破浪,而非被淹沒。

責任編輯:Mia


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