鑽石舞台

在台積電、美光等半導體廠投資帶動下，台灣半導體材料產業近年蓬勃發展，連續9年都是全球最大半導體材料市場。

過去，半導體材料被認為是歐美日商的天下，這一次，劉德音說要帶台灣材料供應鏈出島，這揭開了台積電布局多年的秘密：過去幾年，台積電不斷培養本土供應鏈，把台積電的know-how「藏」在材料里；除了用這些材料提升良率，台積電還攜手台廠，用台灣供應鏈共同開發綠色製程，逐步換掉具有毒性的半導體材料，或是回收材料再利用，降低有毒材料用量。

這也就是為什麼，台積電到半導體龍頭英特爾廠區旁設廠，還要大費周章帶台灣供應鏈過去的原因之一。可以說，少了這些台灣半導體材料公司，台積電也難有這麼高的獲利，這裡面有許多早已是全亞洲知名的公司。

早在2019年1月台積電發生「光阻液事件」，損失數億美元後，已意識到先進制程不只靠台積電自己的技術才能完成，半導體材料品質的精進更為關鍵。

2019年底，台積電品質暨可靠性組織長何軍在供應鏈論壇上，以「供應鏈合作的新紀元」為題演講。他打出一連串的投影片解析，「材料將是摩爾定律的推進者」，當微縮製程將線路愈做愈細，「舊的材料已變成新的風險」。

如果把線路寬度比喻成馬路，過去製造的線路寬度有如大馬路，一輛小汽車卡在路中間還不會塞車，但現在製造的線路寬度和過去相比，有如鄉間小道，甚至像水溝般大小，同樣一輛車，會讓路線完全堵住，材料里過去尚能容忍的「雜質」，就像拋錨的汽車，成了必須嚴格管控的品質殺手，台積電對半導體材料的品質要求大幅提高。

頂級質譜儀價格比超跑貴

就連水都要重新被檢視！台積電用於先進制程，是特殊處理過的超純水，水中金屬離子數量低到幾乎不導電，但何軍打出一張投影片顯示，在電子顯微鏡下，原本應該平整的晶圓表面上附着了一顆金屬粒子，「水的品質不確定，就意味着風險」。

一位產業人士觀察，「以前談材料的檢驗標準，單位是PPM（百萬分之1），現在是PPB（10億分之1），以後會是PPT（1兆分之1）」，為了確定送給台積電的材料符合要求，材料廠還要自掏腰包買最先進的檢驗設備，在關東鑫林雲林廠，關東鑫林一口氣就買了台5高階的電漿質譜儀，每一台要價都超過一輛超跑。

而且，同一批材料，出廠前廠商自己檢驗一次，送進台積電之後，還有一組超過200人的團隊，重新對材料再做檢驗；換句話說，要能打進台積電先進制程供應鏈，不只要有生產技術，檢測服務、運送，缺一不可。如果把台積電比喻成一家相片沖印店，台積電的工作，就是把IC設計公司設計出的電路「沖印」在矽晶圓上，再用蝕刻材料「拿掉」不要的部分，再利用沉積材料等各種物質，把電路「加」上去。工研院產業科技國際策略發展所經理張致吉解釋，半導體材料大致可分為硅晶圓、光罩、薄膜製程使用氣體、蝕刻製程使用氣體、製程用洗淨藥液和乾燥藥液、研磨墊、研磨液體等部分。

半導體材料的市場每年也穩定成長，張致吉引用《富士經濟報告》指出，以蝕刻用材料為例，市場規模在5年內仍會持續成長。

因為，蝕刻用材料的作用就像一把化學的鏟子，以前做記憶體，只要在晶圓上挖128層，「現在已經堆疊到500層。」人們使用的資料量愈來愈大，相關材料的需求也愈大。

氟化物領域台灣躋身前三

目前，各材料領域都有台廠投資，其中以生產製程化學品最多。這類材料多半用於清洗晶圓，把多餘的物質拿掉。在氣體領域，過去幾乎都是外商天下，但中美晶投資的台灣特品化學，去年也拿到台積電優良供應商。黃光製程里，如光阻液也大部分供應商是外商，但永光化學自主研發的光阻液，也已開始打入12吋半導體廠。

台灣半導體材料廠的實力，已足以出口打國際杯。「上一次日韓貿易戰，是我們救了三星。」一位業者透露，日本禁止對南韓出口的半導體等級氫氟酸，是重要製程化學品，全世界除了日本，台灣有兩家公司有能力生產。

這兩家公司，一家叫僑力化工，這家公司沒有上市，卻是全球氫氟酸產能第2大的公司。僑力化工原本是貿易公司，轉型自製產品時，想向日本買技術，日本人卻不願意技術合作；於是，僑力化工便自行研發，從牙膏用的氟化物開始，做到藥品級，最終做到最頂尖的半導體級氫氟酸。「氟化物的原料是螢石，全世界中國蘊藏量最大，但中國只能做出工業級氫氟酸，台灣卻能做到半導體級。」業者透露。

另一家是台塑旗下的台塑大金，這家公司是1999年，由日本大金工業和台塑合資成立，由大金工業提供技術，台塑負責管理，專門生產台灣半導體產業需要的氫氟酸，20年持續擴廠，電子級氫氟酸產能也已達2萬6千噸，台灣半導體廠幾乎都是台塑大金的客戶，它們以內銷為主，當台灣半導體產業持續擴廠，台塑大金今年也積極擴產。根據台塑年報，台塑去年認列台塑大金獲利1億2千萬元。

這幾年，甚至已有部分台灣公司打進更高端的台積電五納米供應鏈。本刊採訪得知，廣明實業的硫酸、長春石化的雙氧水、信紘科的機能水，都已得到認證採用。在7納米部分，溶劑大廠勝一，因為有3項材料在台積電7納米製程被採用，股價從2016年開始翻倍成長。關東鑫林的製程化學品，也是台積電先進制程的要角。

此外，有不少本土工業老家族，透過與外商合資，悄悄賺半導體材料的錢。例如南紡旗下的南美特科技，就是化學氣相沉積材料的供應商。也有不少本土半導體周邊廠商想進一步跨入材料產業，例如廠務設備大廠帆宣，也代理銷售半導體材料。中美晶在培養出環球晶之後，現在也大力投資特品化學，轉攻半導體用氣體。還有不少公司，如新應材，正從面板產業材料切入，想逐步切入半導體封測，甚至半導體材料市場。不過，要打進半導體產業絕非一朝一夕就能達成。例如永光化學為了開發自有半導體光阻技術，投資23年時間才完成。

對台灣半導體材料產業的發展，關東鑫林董事長呂志鵬可說是開路先鋒。他回憶，他剛進默克時，主要工作就是把歐洲運來的半導體材料，一桶一桶運給工研院的客戶；後來，這個客戶從工研院獨立出來，變成了台積電。

呂志鵬說，當時默克看到台灣半導體產業將進入高速成長期，就和日本關東集團在台灣投資伊默克公司，由於硫酸等半導體材料體積大，重量重，默克改採授權模式，由台廠使用默克的技術在台生產，半導體材料產業因此從製程化學品開始發展。隨着竹科崛起，桃園也發展出一個電子化學品的聚落，中華化學、廣明實業、永光化學等大廠，都群聚在桃園觀音一帶。

除了提高品質競爭力之外，環保也是半導體材料開發的新趨勢。永光化學總經理陳偉望認為，以前半導體廠與台灣廠商合作，多半是為了降低成本；但是歐盟提出新的環保要求後，半導體廠愈來愈有意願與台灣廠商合作研發無毒新材料，或是發展回收技術。

台積電也透過與台廠合作，把技術「埋」在材料里，採訪中，廠商都避談台積電使用的化學品確切型號，「有些東西全世界半導體產業，只有台積電在用。」業者透露，台積電使用的材料早已與英特爾、三星不同。站上半導體龍頭之後，培養自己的供應鏈已是台積電必走的一條路。

現在，全世界都要爭奪最先進的半導體製程，是威脅也是機會。台灣有機會在半導體代工之後，再長出另一個千億元產業。如果台灣半導體材料產業能因此擴大影響力，未來台灣還會再多一座「護島神山」，成為台灣在全球半導體產業的新競爭門檻。