真空系统是牛导体晶圆装造不可或缺的过程,晶圆生产过程中有好几道制程需要在员空状态下,透过释放出各种特殊气体,以保证在:饬刻、镀膜下,芯片才可以达到非常高的良率。这种每天三班不断,终年生产的晶圆工厂,这此制程设备想当然尔,为了维持百分之百正常运作的高度生产力,必须做好维护;并且,因为晶圆代工厂高精密度的要求,维修员空系统等设备的能力,要非常的洁净精准,非一般小厂所能为。
号称被台积电魔鬼训练下最终熬出头的一些位于台南市安南区的日扬科技,就是专做真空帮浦维修的专业厂商,每一台从台积工厂搬回来日扬厂房的帮浦,经过它们专业师傅们在无菌无尘室的环境中,将零件一个一个拆下排序好,仔细的清洁后,再把零组件一件一件安装回去,机内机体维护后整胁成排闪闪发光,技术就这么简单吗?当然不是,光是为了解决帮浦落尘的问题,该公司自行研发了洗涤器(Scrubber),可以用水把落尘抓住,使得原本三个月得清洗一次的帮浦,可以延长到一年多都不用再维修。另外他们研发人员也在真空系统的涡轮泵透过特殊设计,降低了落尘沾黏的问题。该公司执行长寇崇善在回答媒体访问时指出:“台积电要求我们真空系统设备要在洁净室里组装,全世界大概只有我们这么做。”在这样严格的要求下,寇崇善观察,比起爱德华等国外先进厂商日扬具备更强的服务实力,到底这样的生意有多大值得他们这么投入?他认为,一座月产能四万片规模的晶圆厂,至少需要1,500台员空相关设备,抽干空气的涡轮泵、微尘洗涤器每年都要作一到二次的维修;并且,当维修时,日扬要将预备好的员空备品先装上去,让装程正常运转,对于台积电、联电这样满载全日运转的半导体公司,如何做好配合很重要。
寇崇善在这次探访作结论时说:“作台积电的生意说难很难,但从某一层面来说,其实也满简单。困难的地方在于台积的要求很严格,成本也掐得很紧,还有对环保工安劳工人权,种种多如牛毛的规定,而且不是嘴巴讲讲而已,是会来公司稽核的。但简单的是,它付款从不拖延,不需要靠关保或人情要得到单,一切都按数字办事。”因此,“这种供应链管管理文化,产品只要通过台积电认证,在争取其他尘导体业者的订面上,成昏很大的加分,流程上往加速很多。”寇崇善如是说。(日揭科技1997年成立。主要营业项目:真空腔体、模租、滑门设计奥销售.镇空系统设备保养维修服务。2021年天下杂谜排名制造千大第829名,营业额25.66亿台币,获利率11.46%。)
设备与零件供应
要讲尘导体设备这个领域,数十年来,都是美日欧大厂雄踞的天下,其中最受瞩目的就是提供半导体关键设备EUV的荷商艾司摩尔(ASML),它在极紫外光微影制程技术领域遥遥领先,也因此,这种设备的订价是它自己说了算。从2018年台积电成功的把7纳米袭程技术量产化后,其中关键原因之一也是因为艾司摩尔新一代的EUV设备技术可以配合台积电的需求,两者的合作紧密无间,也在各自颌域独霸一方。但是也因马EUV技术的复杂性及设备昂贵使得每台的费用节节高升,10纳米以下每台EUV的价格高达数十亿元。而从2018年起,TSMC因应高端产能的需求,每年探购的EUV台数达到15-25台,采购金额上千亿以上,通种几乎是独一无二的供需双方关系,羡煞了半导体的许多同业。
当然,半导体厂还需要许多设备,晶圆生产流程涉及的加工步骤,以及工业自动化系统等涉及的领域厂家上百家以上,有制程与自动化设备的京鼎、万调、盟立等着名大厂,也有专攻EUV光罩盒的家登等厂商。就拿盟立露例,它是台湾非常资深的机器人(机器手臂)自动化系统与设备专业厂商,它的创办人即现任董事长兼总裁孙弘,是美国威斯康星机械工程博博士、自动化专家,当张忠谋回台湾担任工研院院长时,孙弘是工研院机械工棠研究所副所长,他们那些年之间已有许多互动。笔者当年也跑自动化颌域,机械所在80年代是台湾研究机械手臂及自动化设备的唯一研发机构,孙弘当年在这一域就是多项专案的执行者,加上他1989年就创办了盟立,可以说他是台湾自动化颌域教父级的人物。90年代TSMC还没有这么大的时候,IBM是当时全球科技领域公认的老大,盟立即连续5、6年被IBM选为卓越或最佳合作厂商。台积电十几座工厂所以被各界称许为自动化的模范,以上几家厂商的努力,功不可没。
家登精密则是另类微小设备供应商,它制造什么?它是台植第一家黄光微影制程用零租件供应商。它的产品包括i中薄体光罩清洗机、光罩盒等,200年曾获得台积电技术肯定奖状’特别的是家登专攻晶圆与光罩两种特殊产品”前者从100mm到450mm五种载具,光罩盒更是各种尺寸都可匹配,温和从蓝海中找机会的厂商,也是TSMC众多供应商的另题,
晶圆与封装材料
台塑集团董事长王永庆与台积电的创始人张忠谋,两人早年因筹资互动的经过。
台积电成立后前面的十年,两家公司没有什么互动,台塑投资的少数股份也在台积成立没几年早早卖掉了,山不转路转,一直到1995年双方才又有了交集。
这一年台塑集团与日本半导体材料界有名的小松(SumcoTechxiv),即日商胜高合资成立了“台塑胜高科技公司”,将日本母公司的技术移转到台湾,专门供应以台积电为首的尘导体厂商,俗称晶圆棒的8时硅晶圆材料(抛光、氢氩气、测试)、12时硅晶圆材料(抛光、磊晶、测试),笃积体电路之基板,笃积体电路尘导体产业最重要的原料,用于IC、DRAM、光电二极体、分离式元件、晶圆代工及太阳能电池用基板。2019年该产品销售区域比重台湾占79.5%,外销(亚洲、美洲)占20.5%。2019年公司8时硅晶圆台湾市占率茑22%,"12时硅晶圆市占率茑179%。台胜科两大客户群来自于晶圆代工以及DRAM,台湾DRAM厂商几乎都是台胜科的客户,而在晶圆代工的部分,当然以台积电马首,其次还有联电、大陆中芯、华虹等。
硅晶圆园内竞争厂商包括环球晶、合晶、商志、统盘、嘉晶等,台湾外蜕争者马OC1Company、OkiElectric、Shin-EtsuChemical、Sumco、SunEdison、Covalent、KomatsuElectronic、LGSiltron、WackerChemie日本母公司Sumco周全球第二大半导体硅晶圆厂,取得Sumco之生产技术及合作是台胜高竞争优势。公司拥有拉晶、切片、研磨、抛光、清洗与磊晶全制程之12时硅晶圆供应商,有在地供应及可降低客户备用库存之优势,加上台塑集团内有南亚科技及华亚科技的支持,产品去化没有问题。
台胜科因为多年来产品品质与交货期表现优秀,得到台积电的充分信任与肯定,因此成为14家卓越贡献奖的厂商之一。除了台胜科以外在晶圆与封装材料颌域还有环球晶、合晶、尚志、长华、光洋科等数十家厂商,每一家厂商莫不在每个晶圆制程繁密过程中寻找蓝海。像光洋科从2019年投入半导体靶材的研发,历经两年的努力,2021年第四季,预计可以量产提供台积电、联电的需求,就是一例。
化学与气体供应
晶圆制造的过程中由于晶刻、纯净等要求,需要各种不同的工业气体,因此,多年来也扶植了几家大规模、中外合资的专粱公司。谈到台积电在绿能方面的投资时,特别提到亚东工业气体是TSMC优良气体供应商,法国液空集团(AirLiquide)与台湾远东新世纪集团合资的“亚东工业气体”在台南科学园区建立的新厂房。
台积电不仅与这样优秀的合资厂商合作成为工作伙伴关系,有时候,这些合资厂的海外母公司也会带来现代化的观念与技术。
AirLiquide发展的探购电子化系统Coupa极写先进就是一例,它免费供应合作伙伴使用。Coupa是一个领先的电子探购平台,将探购人员与供应商连接起来;Coupa透过网络连结,因此可使各式各样的系统相容(随登即用)。液空集团将探用Coupa供应商入口网站(CSP)作为供应商使用平台,探购间接物料和服务,同时建立和傅迭探购订单。Coupa供应商入口网站(CSP)是免费提供给供应商四项功能:1)管理你的公司资讯;2)设定你的探购订单傅送偏好:3)建立线上产品目录;4)浏览你所有的订单。