臺灣地區(qū)半導(dǎo)體材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展概況

潘 婷

臺灣地區(qū)半導(dǎo)體材料產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)

半導(dǎo)體材料產(chǎn)業(yè)主要是針對中下游的制程應(yīng)用而設(shè)計生產(chǎn)，由于中下游的技術(shù)演變快速，而且材料對產(chǎn)品質(zhì)量的影響較大，中下游客戶在重視良率與可靠度驗證結(jié)果的考量下，一般仍以國外大廠材料為首選，致使臺灣地區(qū)的材料產(chǎn)業(yè)進入障礙較高，學(xué)習(xí)曲線長。

由于半導(dǎo)體材料占下游產(chǎn)品的生產(chǎn)成本比重并不高，且材料質(zhì)量良莠往往會影響到產(chǎn)品的電性、良率與可靠度等結(jié)果，這些影響往往在短期內(nèi)不易發(fā)現(xiàn)，客戶為了長期質(zhì)量的考量，對于更換材料供應(yīng)商的意愿都不高。

臺灣地區(qū)在半導(dǎo)體材料產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)架構(gòu)大致已成形，硅晶圓與光罩部分已可自給，但對其他材料的進口依存度仍高；國外的材料領(lǐng)導(dǎo)廠商在臺灣地區(qū)的生產(chǎn)廠房又多以中低階產(chǎn)品或配方調(diào)和混摻廠房為主，相對而言，對臺灣地區(qū)的產(chǎn)業(yè)競爭力幫助有限，未來如何鼓勵國際材料大廠到臺灣地區(qū)設(shè)置研發(fā)中心以提升臺灣地區(qū)技術(shù)水平，仍有待加強與努力。

圖1 臺灣地區(qū)半導(dǎo)體材料產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)

產(chǎn)業(yè)概況

臺灣地區(qū)半導(dǎo)體電子材料產(chǎn)業(yè)主要是以硅晶圓、光罩、光阻、化學(xué)機械研磨液與濕式化學(xué)品等次產(chǎn)業(yè)所組成。包含硅晶圓、光罩、光阻、化學(xué)機械研磨液與濕式化學(xué)品等材料廠商家數(shù)約50家，從業(yè)人數(shù)約為16330人，研發(fā)占整體營業(yè)額的比重平均約為1.7%。

臺灣地區(qū)在半導(dǎo)體電子材料的供應(yīng)上，大多仰賴日本或美國進口，特別是在一些特殊制程氣體、濺鍍金屬靶材以及高階制程用的光阻液及化學(xué)機械研磨液等等。僅有在硅晶圓、微影光罩以及一些酸堿濕式化學(xué)品的部分可由臺灣地區(qū)自行生產(chǎn)。大部分的制程原物料，或是制程所需的關(guān)鍵零件，仍需仰賴進口。例如，光罩生產(chǎn)所需的空白光罩 (Bank)就是仰賴 HOYA 、S&S Tech、INABATA等國外廠商供應(yīng)。

目前臺灣地區(qū)廠商所供應(yīng)的，大都是標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品，所占領(lǐng)的產(chǎn)業(yè)版圖僅止于成熟制程或附加價值相對較低的市場，對于高階制程發(fā)展所需要的高階材料的需求，例如：ArF Immersion光阻、高階CMP研磨液、high-k與low-k等特殊制程材料，供需缺口將擴大，相形之下，臺灣地區(qū)在高階制程與高附加價值材料的發(fā)展上仍有極大的空間。

五年產(chǎn)值統(tǒng)計

2016年以前臺灣地區(qū)半導(dǎo)體材料產(chǎn)值中光罩大于硅晶圓，由于臺積電在高階制程的比重不斷提高，自制光罩產(chǎn)值亦逐年提高，其產(chǎn)值牽動著半導(dǎo)體材料每年產(chǎn)值變化，但半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在2016年下半年才恢復(fù)成長動能，這也在臺積電的光罩產(chǎn)值中有所反應(yīng)；但臺灣地區(qū)半導(dǎo)體硅晶圓大廠——環(huán)球晶圓，在2016年并購了美商SunEdison Semiconductor，環(huán)球晶圓的并購效應(yīng)使得半導(dǎo)體硅晶圓的產(chǎn)值大幅度的拉升；但2015年臺灣地區(qū)半導(dǎo)體材料產(chǎn)值的基期相對較高，使2016年國內(nèi)半導(dǎo)體材料產(chǎn)值規(guī)模略下滑0.7%，達828.9億新臺幣。

臺灣地區(qū)的半導(dǎo)體材料生產(chǎn)主要以硅晶圓、光罩產(chǎn)品，以及部分光阻、化學(xué)液及CMP研磨墊為主；半導(dǎo)體硅晶圓在環(huán)球晶圓的并購效應(yīng)下，使2016年產(chǎn)值在3971億新臺幣，光罩產(chǎn)業(yè)亦受到整體半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)因素影響，晶圓代工龍頭臺積電自制40/45納米、28納米、20/16納米、10/7納米等先進制程的光罩，其他光罩公司也致力于提升較高價的先進制程光罩，光罩產(chǎn)業(yè)在2016年的產(chǎn)值規(guī)模達到431.9億新臺幣。

半導(dǎo)體制造商2017年仍持續(xù)進行1x/10納米制程的產(chǎn)能擴充與投產(chǎn)，以及IC制造在高階制程比重的提升、DRAM產(chǎn)業(yè)導(dǎo)入18、16/15納米制程生產(chǎn)，這些均有助臺灣地區(qū)半導(dǎo)體材料產(chǎn)值的提升，尤其環(huán)球晶圓于2016年底完成并購美商SunEdison Semiconductor后，其效應(yīng)在2017年大幅顯現(xiàn)。

圖2 2015-2019年臺灣地區(qū)半導(dǎo)體材料產(chǎn)值分析

產(chǎn)品類別分析

臺灣地區(qū)雖有材料廠商進行生產(chǎn)光阻、濕制程化學(xué)品以及特殊氣體的部分，但規(guī)模相對而言都較小，且不易進行產(chǎn)值調(diào)查，占臺灣地區(qū)半導(dǎo)體材料產(chǎn)值比重也較低，故分析上仍以硅晶圓與光罩為主要目標(biāo)。

2016年臺灣地區(qū)半導(dǎo)體材料產(chǎn)品類別比重中，半導(dǎo)體硅晶圓比重因環(huán)球晶圓并購SunEdson Semiconductor公司而提升至47.9%，但2016年仍然是光罩產(chǎn)品大于硅晶圓產(chǎn)品。2017年，半導(dǎo)體硅晶圓因并購?fù)瓿珊笮?yīng)顯現(xiàn)，將比重大幅拉升至63.4%，這也將使半導(dǎo)體硅晶圓產(chǎn)品的比重首次超越光罩產(chǎn)品。

1.硅晶圓

（1）五年產(chǎn)值統(tǒng)計

圖4 2015-2019年臺灣地區(qū)硅晶圓產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值分析

2016年第二季因智能型手機庫存調(diào)整結(jié)束與平板與個人計算機銷售，使12寸EW半導(dǎo)體硅晶圓需求開始反轉(zhuǎn)向上。12寸的PW半導(dǎo)體硅晶圓也因云端機房與智能型手機記憶體容量提高，其需求也持續(xù)穩(wěn)定成長。至2016年底，因下游半導(dǎo)體廠要求交貨期限，讓12寸半導(dǎo)體硅晶圓產(chǎn)能滿載，使2016年臺灣地區(qū)硅晶圓產(chǎn)值較2015年成長11.4%，產(chǎn)值為397.1億新臺幣。

2017年，在12寸與8寸半導(dǎo)體硅晶圓的總體需求依然強勁，沒有季節(jié)性調(diào)整，目前訂單仍超過滿載產(chǎn)能的產(chǎn)量，并且平均單價逐季提高。再者，環(huán)球晶圓并購SunEdsion Semiconductor公司，其效應(yīng)將在2017年大幅顯現(xiàn)。

（2）主要廠商市場占有率分析

圖5 臺灣地區(qū)硅晶圓廠商市場占有率分析

臺灣地區(qū)目前有臺勝科、信越半導(dǎo)體、環(huán)球晶圓、合晶及嘉晶等廠商生產(chǎn)半導(dǎo)體材料的硅晶圓產(chǎn)品部分，產(chǎn)品線涵蓋4～12寸硅晶圓，主要供應(yīng)給島內(nèi)半導(dǎo)體制造商，部分中小尺寸硅晶圓則外銷至其他國家或地區(qū)。

漢磊晶是漢磊轉(zhuǎn)型投控后分割成立的公司，漢磊轉(zhuǎn)型漢磊投控后，2015年初分割晶圓及磊晶二大事業(yè)，分別獨立為漢磊科技及漢磊晶。漢磊投控在2015年第三季宣布將旗下子公司漢磊晶與嘉晶進行合并，嘉晶為存續(xù)公司。

SunEdson Semiconductor公司由于母公司SunEdison,Inc.擴張過快，營運出現(xiàn)危機，2016年4月21日正式申請破產(chǎn)保護。SunEdson Semiconductor在2016年初董事會已授權(quán)尋找可行的營運策略選擇，其選項可能包括銷售公司，或與另一家公司合并，出售部分或全部資產(chǎn)等。環(huán)球晶圓（Globawafers）于2016年 8月 18日宣布，以總價6.83億美元 （約214.67億新臺幣），并購美商SunEdison Semiconductor。

環(huán)球晶圓于全球原有七座工廠，總部位于新竹科學(xué)園區(qū)，于中國大陸昆山、美國德州及日本新瀉、德山、小國及關(guān)川等地均有廠房，生產(chǎn)高附加值的磊晶晶圓、拋光晶圓、浸蝕晶圓、超薄晶圓、退火晶圓及深擴散晶圓等利基產(chǎn)品。而并購的SunEdson Semiconductor公司在美國、韓國、臺灣、意大利、新加坡、日本及馬來西亞等國家和地區(qū)，各分布有10～12寸的半導(dǎo)體硅晶圓廠。

臺勝科為硅晶圓主要供應(yīng)商之一，產(chǎn)品線包含12寸與8寸硅晶圓，主要供應(yīng)島內(nèi)DRAM 產(chǎn)業(yè)與部分晶圓代工產(chǎn)業(yè)，2016年占臺灣地區(qū)硅晶圓產(chǎn)值約27.2%。

環(huán)球晶圓、臺勝科為國內(nèi)擁有12寸硅晶圓產(chǎn)能的廠商，信越半導(dǎo)體主要進行8寸晶圓的生產(chǎn)，合晶、嘉晶等，則是專注于8寸以下的中小尺寸硅晶圓生產(chǎn)。2016年由于漢磊晶與嘉晶合并，使嘉晶的市占率比重拉升至7%；另外，在環(huán)球晶圓也因為2016年底并購?fù)瓿珊?，其比重也提高?6.4%。2017年，半導(dǎo)體硅晶圓漲價使其比重大幅提高至64.1%；而半導(dǎo)體硅晶圓產(chǎn)值跳躍式地拉升，影響其他廠商的比重，預(yù)估臺勝科（18.2%）、合晶（9.1%）、嘉晶（4.7%）、中砂（2.9%）。

2.光罩

（1）五年產(chǎn)值統(tǒng)計

臺灣地區(qū)光罩產(chǎn)業(yè)，雖然臺積電在20/28納米以下制程規(guī)模達營收54%，但2016年的整體半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)下半年需求才開始反轉(zhuǎn)向上，且2015年的基期過高，這使臺灣地區(qū)2016年光罩產(chǎn)值下滑9.7%，達431.9億元。

2017年，專業(yè)光罩廠除了持續(xù)受惠于國際IDM廠加速委外的趨勢外，高階制程在晶圓廠自制光罩比重持續(xù)增加，都有助于臺灣地區(qū)光罩產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值的穩(wěn)定；但在第二季的成長力道因終端庫存而略微減緩。

圖6 2015-2019年臺灣地區(qū)光罩產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值分析

圖7 臺灣地區(qū)光罩廠商市場占有率分析

臺灣地區(qū)光罩生產(chǎn)廠商有臺積電光罩部門、中華凸版以及臺灣光罩，中華凸版與日本凸版（Toppan）技術(shù)合作，臺灣光罩則是自行進行技術(shù)研發(fā)。其中臺積電光罩部門以提供臺積電自身使用為主，包含量產(chǎn)型光罩以及實驗型Shuttle光罩，制作技術(shù)水平也較高，量產(chǎn)型的28納米制程光罩已開給Qualcomm與nVidia等大客戶使用；而中華凸版以及臺灣光罩則是銷售給其他半導(dǎo)體制造商為主。

從臺灣地區(qū)光罩生產(chǎn)廠商的市占率來分析，以臺積電光罩部門為首，產(chǎn)值估有率達93%，主要供應(yīng)臺積電自身的光罩需求。而臺灣光罩與中華凸版則供應(yīng)島內(nèi)其他半導(dǎo)體制造商，少部分外銷至中國大陸與其他地區(qū)。

臺積電光罩部門的研發(fā)能量雄厚，為產(chǎn)業(yè)技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者，2016年成功地完成了7納米光罩技術(shù)的開發(fā)，并正將此技術(shù)移轉(zhuǎn)至光罩生產(chǎn)部門。同時，在極紫外光的光罩技術(shù)上亦取得了實質(zhì)的進展，包括光罩基板缺陷的降低以及7納米和5納米世代微影使用的EUV光罩制作。

其他公司的技術(shù)發(fā)展上，中華凸版與日本凸版技術(shù)合作，主要由技術(shù)母廠提供相關(guān)技術(shù)，中華凸版負責(zé)生產(chǎn)光罩，就近供應(yīng)給臺灣地區(qū)的客戶。臺灣光罩與臺積電光罩部門開展光罩技術(shù)研發(fā)，目前臺灣光罩已達量產(chǎn)階段的光罩為：0.18微米、0.15微米、0.13微米、0.11微米及90納米，并積極投入90納米以下光罩開發(fā)，研發(fā)新制程及拓展新客源。

主要廠商發(fā)展動向與策略分析

臺勝科：臺勝科第二座12寸廠在2013年第二季完工投產(chǎn)，12寸硅晶產(chǎn)能將達30萬片，擴產(chǎn)近一倍；而舊有的8寸硅晶圓產(chǎn)能約為22萬片。

合晶：合晶科技龍?zhí)稄S已正式啟用，8寸硅晶圓月產(chǎn)能達30萬片。主要生產(chǎn)N與P型的6寸與8寸半導(dǎo)體級硅晶圓。合晶規(guī)劃龍?zhí)稄S專責(zé)8寸硅晶圓，楊梅廠職司6寸硅晶圓，上海晶盟則專責(zé)磊晶制程。12寸硅晶圓，則依附龍?zhí)稄S區(qū)開發(fā)。

環(huán)球晶圓：環(huán)球晶圓由母公司中美晶半導(dǎo)體事業(yè)處分割成立，主要經(jīng)營項目為半導(dǎo)體硅晶圓材料的制造及銷售，2014年10月28日登錄興柜，并將投入20億元以上的資本擴充產(chǎn)能，主要范圍涵蓋8寸、12寸晶圓。環(huán)球晶圓于2016年5月20日宣布，以3.2億丹麥克朗 （約相當(dāng)15.9億新臺幣）收購丹麥Topsil Semiconductor Materials A/S（“Topsil”）旗下的半導(dǎo)體事業(yè)群。該公司位于丹麥哥本哈根，成立于1959年，是全球最主要的FZ（Float Zone）技術(shù)開發(fā)者以及FZ晶圓制造公司，亦是全球領(lǐng)先的中子照射超純硅晶圓供應(yīng)商。環(huán)球晶圓（Globalafers）于2016年8月18日宣布以總價6.83億美元 （約214.67億新臺幣)，并購美商Sunedison Semiconductor。

嘉晶：漢磊晶是漢磊轉(zhuǎn)型投控后分割成立的公司。漢磊轉(zhuǎn)型漢磊投控后，2015年初分割晶圓及磊晶二大事業(yè)，分別獨立為漢磊科技及漢磊晶。而漢磊投控在2015年第三季宣布將旗下子公司漢磊晶與嘉晶進行合并，嘉晶為存續(xù)公司。

臺灣光罩：臺灣光罩的下游客戶的77%為臺灣廠商，21%約為亞洲的晶圓廠。積極加強ARF光源的相位變換及無硫酸光罩清洗技術(shù)開發(fā)及更復(fù)雜的光學(xué)臨近修正（OPC）等90納米以下產(chǎn)品所需的光罩技術(shù)的量產(chǎn)服務(wù)及開發(fā)。

臺積電光罩部門：在2016年成功地完成了7納米光罩技術(shù)的開發(fā)，并正將此技術(shù)移轉(zhuǎn)至光罩生產(chǎn)部門。同時，在極紫外光的光罩技術(shù)上亦取得了實質(zhì)的進展，包括光罩基板缺陷的降低以及7納米和5納米世代微影使用的EUV光罩制作。

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