推动产业仪器设备自主化契机仪科中心为国内半导体业準备的关键底牌

导读 国际半导体产业协会 SEMI 预测未来 3-5 年的半导体产业有巨大的晶片需求及市场机会,但技术的挑战甚大,藉由不同技术、不同功能、

国际半导体产业协会 SEMI 预测未来 3-5 年的半导体产业有巨大的晶片需求及市场机会,但技术的挑战甚大,藉由不同技术、不同功能、 不同材料间的异质整合创新及创造高附加价值之终端产品。而半导体市场达 2.62 兆台币,排名世界第三,今年年有机会重回第二,如何达成创新研发,将是维持领先的重要决胜点。

台积电在今年靠着七奈米製程的领先,挤进了 2019 年上半年第三大半导体製造商,但在半导体相关产业的突破还有个重要的环节没有解决:设备。半导体先进製程的设备领域长期被少数大厂垄断,诸如光刻机龙头ASML以及物理气相沉积 (PVD) 设备龙头AMAT分别佔据了细分市场上75.3%和84.9%的市佔率,这代表设备厂纵然为了更先进的技术,更庞大的市场份额而进行投资,亦会将庞大的预算外流至国外厂商,而难以在国内达成产业成长纵效,2017 年,半导体设备投资创造了超过 5000 亿需求,但国内自给率仅 12%。

在这个环境下,仪科中心成为了设备自产最重要的核心单位,由于拥有目前唯一的大口径光学镜片研製技术,提供完整的光学系统客製服务平台,可协助产学研界理工医农各领域, 开发前瞻研究所需的客製化特殊光学元件与仪器设备。也因此仪科中心有能力研发、设计最先进的高科技製造设备,包含先进封装製程用的半导体曝光机、电浆辅助原子层沉积系统,以及原子层蚀刻等相关设备,在国内先进製造设备的研发与製造上成为国内企业的最佳帮手。仪科中心陈峰志副主任表示,「仪科中心最主要的业务就是利用独有的设备与技术,协助厂商开发目前市面上「不存在」的设备,根据客户的需求设计符合需求,并藉此协助台厂降低生产成本,拉高产品良率,进而拉抬在国际上的竞争力。」

仪科中心独创的「黑科技」:国内自研自製先进製程设备

会后,仪科中心也带领与会者参访近年与国内企业在半导体、生医、航太等多个产业共同努力的成果,其内第一部自研自製原子层蚀刻(Atomic Layer Etching, ALE) 设备原型也于当天首度对外曝光!ALE 设备专注研发氮化镓研製次世代半导体电力元件,作为製作微小结构「精準蚀刻」最佳工具,可应用在半导体製造业的特殊先进製程步骤。自研自製设备开发过程中使用本国零组件为主,在产业链上深耕在地。这套 ALE 仪器具备可弹性调整零组件、维修成本低及带动国内相关产业上下游发展的全方位优势。

陈峰志表示,「仪科中心的核心技术就是光学、真空跟光机电系统整合,业界伙伴和学界伙伴了解我们的核心技术,根据他们的需求去打造仪器。」例如国内与全球最大晶片微影设备商艾司摩尔的商业案,就是仪科中心和机械厂合作的成功案例,仪科中心透过光学的专业,协助机械厂打造先进机械,拿下艾斯摩尔的订单。「我相信如果可以找到民间厂商合作,这些厂商会优先去找民间厂商,但会来找我们就是因为民间厂商没有办法做到这样的研发,所以才需要靠仪科中心协助」,甚至厂商其实并不愿意让业界知道他们与仪科中心合作研发「他们都觉得这是一种 KNOWHOW 了」陈副主任笑说。

同时,仪科中心在原子层沉积 (Atomic Layer Deposition, ALD) 设备也有相关成绩,透过仪科中心研究的12 吋硅晶圆之电浆辅助原子层沉积 (Plasma Enhanced ALD, PEALD) 系统新技术,可以解决传统物理气相沉积 (Physical Vapor Deposition, PVD) 製作大曲率样品厚度不均问题,传统 PVD 技术难以在非光滑表面上完成均匀覆盖的薄膜,透过仪科中心的 ALD 新技术,可以完成 100% 阶梯覆盖率的光学薄膜,改善过往大面积大曲率样品的镀膜均匀性问题,进而提高成像解析度。2015 年,仪科中心更与台积电等产学机构共同成立「原子层沉积联合实验室」,进一步提供半导体製造业 ALD 製程设备测试与开发验证的服务平台。

延伸阅读:异质晶片整合 半导体中心助攻台厂抢AI及智慧感测商机

因应产业在有限的设备预算上,仪科中心也可以做到多方面支援各种前瞻研究,并因应需求进行设备升级改良,创造产业仪器设备自主化的能量与契机,并整合整体产业链,提高国内仪器设备产业的整体活力与动能。

不只半导体:仪科中心联手医界、学界,开发连骨头都能「印」出来的先进医材

另外,仪科中心近年也切入医材设备,经过多年努力,先后完成了符合国际医材法规之 ISO 13485 的医疗器材品质系统环境,生物相容性验证服务平台、电性安规验证实验室也得到 ISO 10993 认证,并打造了国内第一个手术导引可用性法规环境平台,就是看中今年上看 1206 亿台币的医材市场,并计画藉由完整的平台协助厂商切入国际市场,透过连结产、学界的资源与能量,缩短生技医材产品原型开发时程,协助新创事业创造医材杀手级应用的目标。

如与台北医学大学及三鼎生技共同合作开发的生物 3D 列印骨骼重建系统,透过两段式温控系统让生物列印材料及生长因子两者共存。这套「生物 3D 列印骨骼重建系统」,医生可以在患者照完 X 光后同时开始进行列印,让手术时间可以缩短一半以上,而最终输出的成品更可以与患者断裂的骨骼完美重合,更因为是利用患者的生物细胞进行列印减少排斥反应,可说是医材 3D 列印上非常重要的突破,更树立了良好的研究单位、学界、业界三方合作典範。

携手国内企业,仪科中心要让做出属于自己的先进仪器

从福卫五号的太空科技,到晶圆、半导体产业的生产仪器,仪科中心在的科技发展中扮演非常关键的角色。

过往半导体设备最大的出口国,近年因政策转向国内自给,亦因外在的中美贸易战影响,降低对国外进口设备的比例,对半导体设备厂造成冲击,但危机也是转机,仪科中心此时的角色更为重要,透过串连国内厂商共同研发、製造新仪器,而后将完成的成果技转至民间企业,可以有效提高相关设备的自给率,打造设备自产的新生态系,让在世界的半导体优势得以维持,甚至进一步扩大,在国际上持续佔有一席之地。

延伸阅读:

仪科中心,提升我国学术研究水準与高科技产业仪器技术层次,结合研发创意,将创意实体化!

8个国家实验室4大领域,坚持为未来社会的问题提出解决方案

投下全台最大 AI 研发催化剂!国网中心开放 4 万个资料集, 3 分钟注册即刻下载

一起交流激荡,推进现代科技极限!现在就关注国研院官方脸书:https://www.facebook.com/narlabs.org.tw/

免责声明:本文由用户上传,如有侵权请联系删除!

猜你喜欢

最新文章