半導體設備

滾珠螺桿與線性滑軌為我國高科技精密機械產業常用的兩項傳動元件。受惠全球經濟穩健復甦，國內半導體等終端產業需求帶動，2021年我國滾珠螺桿的產值成長率超過四成、進口與出口雙雙大幅成長超過五成。前三大進口國依序為日本、中國大陸與德國，前三大出口國依序是中國大陸、日本以及南韓。線性滑軌的產值與出口值成長幅度皆超過四成，進口值成長幅度甚至高達七成。前三大進口國依序是日本、中國大陸與德國，前三大出口國依序為中國大陸、荷蘭以及義大利。

高雄支援南科半導體科技廊道，將依材料、設備、投資、人才四大面向進行討論。有關高雄「半導體先進材料與零組件園區」，建議設置半導體產業服務平台

台積電在日合資成立之子公司JASM (Japan Advanced Semiconductor Manufacturing)，於今(2024)年2月舉行開幕儀式，為當地帶來的明顯變化催生了「半導體Bubble」一詞，成為近年台日產業合作的標竿案例之一。半導體先進製程技術的發展需仰賴製造端的技術、最先進的設備及材料，台日過往各自發揮所長，由日本提供半導體製程設備及材料、台灣進行半導體的生產，再將成品輸出至日本，用以製造車輛及電子裝置等最終產品的合作模式。近年日本在地緣政治動盪下，產業布局以國際合作，積極補強先進半導體製造的缺口及考量國家安全，建立半導體供應鏈韌性強化方針及出口管制規則兩大方向為主。透過觀察日本的產業布局方向，認為現有台日合作模式短期內應不會有太大改變。且因JASM為彌補日本製造能力缺口的重要一步，帶來嶄新的台日合作模式，預期可將此經驗擴散至供應鏈上下游，在半導體設備產業面將能有更進一步的合作，包含共同提高製造及設備的自動化程度、共同達成淨零碳排目標等。

原子級氣相沉積技術(Atomic Layer Deposition, ALD)目前已被使用製作細小線路或高深寬比溝槽的鍍膜設備，其優勢為幾近無針孔和缺陷、雜質少的鍍膜品質、可精準控制薄膜厚度、極高的階梯覆蓋率與絕佳的膜厚均勻性。然而受限於坊間的設備型貌，ALD僅限用於晶圓鍍膜。而筆者團隊設計之方形腔體，除可置入晶圓外，亦可放入玻璃基板與IC承載盤，進而增加ALD的應用領域。本文將介紹藉由ALD製作保護層，應用於光電產業或先進封裝元件上，可有效地提升元件的保護效果與可靠度。

2019年全球8吋晶圓月產能約570萬片，至2022年需求將增至650萬片，增幅14%。台積電、聯電、世界世進之8吋產能滿載且供不應求。

在電動車、5G等應用的帶動下，全球對化合物半導體的需求持續強勁。為了滿足市場需求，除了需生長出高品質的碳化矽晶錠以便加工成晶圓外，完成磊晶的晶圓需再進入元件製造產線進行in-line製程加工，才可製成應用端所需的晶片。而碳化矽的材料特性，使得設備商在技術發展上面臨不少挑戰。我國目前已具備部分矽基半導體in-line製程加工能量，雖然碳化矽與傳統矽晶圓在材料特性上具有一定之差異，但在整體in-line製程上仍有高度相似之處。鑒於化合物半導體未來發展性，以及為了更完整地串接國內整體化合物半導體產業能量，建議我國業者可透過科技研發資源，針對碳化矽與矽製程所需之規格差異、量能落差以及製程差異，強化技術研發的投入力道與規模。

2020年受到新冠狀病毒疫情衝擊，SEMI預估本年全球半導體設備需求年增率僅為3%。

台積電為全球晶圓代工廠龍頭，為了對抗三星、英特爾等大廠，持續在台灣投資先進製程及擴建廠。2018 年 1 月 26 日台積電公布在南部科學工業園區舉行晶圓十八廠第一期動土典禮，十八廠是台積電在台灣的第四座超大型十二吋晶圓廠，將生產 5 奈米製程，預計在 2019 年完工，並於 2020 年進入量產，這將是全球首家提供 5 奈米晶圓代工的廠商。此外，5 奈米先進製程帶動設備的開發，在前段製程設備我國以設備代工為主，為國際設備大廠代工生產設備耗材、零組件、模組、備品等。後段製程設備中，台積電投入 InFO 製程，促使國內設備大廠相繼投入開發相關設備，如晶片取放、烘烤設備、濕式清洗、底部填膠、晶圓刻印及晶圓切割等設備，增進台灣半導體設備產業的國際競爭力。

政府將形塑臺灣成為「半導體先進製程中心」，以維持臺灣於全球半導體先進製程之領先地位。欲達成此項目標，擬透過扶植國內在地供應鏈、提升半導體設備產業自主，並完備半導體產業聚落。本文將透過探討國內半導體設備產業面臨之問題，提出相對應之發展機會與挑戰，供國內業者進行研發布局時之參考。

隨著全球對電動車、5G等產品的需求成長，近年來越來越多業者投入化合物半導體生產。為此，業者多需取得高品質的碳化矽晶圓基板，而這些基板係在完成碳化矽長晶後，對晶錠進行切割、研磨、拋光、清洗、檢測等加工流程後所製成。而碳化矽的脆硬特性等，使得設備商在技術發展上面臨不少挑戰。目前我國已具備部分矽基半導體相關加工設備供應能量，雖碳化矽材料特性與傳統矽晶圓具有一定之差異，但整體加工製程仍有高度相似之處。鑒於化合物半導體未來的發展性，建議政府可透過研發補助計畫，協助我國設備業者針對碳化矽與矽加工間之規格差異以及量能落差(如切割硬度)投入技術開發。