芯片关键材料“靶材”之战!台积电南京28nm将首度纳入光洋科,3nm认证同步启动

2021-09-12 星期日


全球近十年来最激烈、最疯狂的半导体扩产竞赛早已鸣枪起跑,这一波超级大赢家绝对是机台设备商,订单满手、不愁没客户,口袋赚得盆满钵满。


除了设备商,材料供应商也是半导体厂在扩产过程中非常关键的环节。近年来材料产业有不少重磅事件,让半导体大厂意识到分散供应商第二供应商的重要性。



2019 年中,日本宣布对韩国进行制裁,将三种半导体工艺的核心材料加强对韩国出口管制,分别是光刻胶、用于半导体清洗的氟化氢、以及用于智能手机显示屏等的氟化聚酰亚胺。


日本对韩国使出制裁手段后,出现另一波扶植国产供应商,以及引进国外材料供应商在韩国本地设厂生产的趋势,加速摆脱对日本进口核心材料的依赖。


另一方面,韩国半导体厂也积极寻求其他的替代供应商,以防生产线受波及。


基于确保产能及远离断料两大风险,分散供应商这样的剧本也明显在半导体关键材料 靶材 领域上演。


根据《问芯Voice》观察,过去台积电在靶材的采购上,一直以日厂日矿和美商 Honeywell 为主,这几年在积极分散供应商的策略下,光洋科和江丰电子两大靶材供应商已大力崛起。


这当中有两个关键原因,一是台积电意识到地缘政治风险下的,不想让个别供应商掐住脖子。试想日本一个小小的光刻胶缺席,就能导致一座晶圆厂运作停摆,当中隐含风险太巨大。


《问芯Voice》了解到的另一个原因,是台积电这波冲刺大扩产的背景下,最大材料商日矿跟进扩产的意愿迟疑。


对于作风保守的老牌日本供应商而言,认为这一波芯片缺货是常见的产业景气循环,并不认为这是芯片产业罕见的历史重大机遇,因此不想陷入过往 盲目” 扩产的 陷阱


另外,半导体进入先进工艺后,部分靶材使用的贵重金属增加,导致研发成本大幅垫高,也是日本供应商对于扩产踌躇不前的原因之一。


当台积电想冲,原来的材料供应商思想保守而不愿意扩产,自然给了其他供应商崛起的机会。



据了解,2018 年江丰打入台积电台南 14B 厂,台积电南京厂的 16nm/12nm 主要就是 14B 厂的 厂对厂” 技转,因此台积电在南京设立第一座 12 寸厂,江丰电子的材料自然打入台积电南京厂供应链。


之后,南京厂将会导入现在最火红的 28nm 工艺技术,光洋科的材料可望首次进入台积电南京 28nm 供应链。


台积电南京厂是由台积电台中 15A 厂进行 厂对厂” 技转,之前光洋科的电镀用铜阳极材料已在台积电 15A 厂中使用,预计未来可打入南京厂 28nm 供应链中。


靶材是半导体、显示面板、传统硬盘、太阳能电池领域等的关键核心材料,以使用靶材的四大应用领域划分:


  • 全球平板显示靶材市场规模:52 亿美元

  • 全球半导体靶材市场规模将:15亿美元

  • 全球太阳能电池靶材市场规模: 57 亿美元

  • 全球硬碟靶材市场规模:58 亿美元


据统计,2019 年全球靶材市场规模在 150 亿 ~ 200 亿美元左右,而国内总需求占比超 30%。本土厂商供给约占国内市场的 30%,以中低端产品为主,高端靶材主要仰赖美日韩供应商进口。


在四大应用领域中,芯片对靶材的认证要求最为严格。芯片靶材以铜、钽、铝、钛为主,在晶圆制造和芯片封装两个环节使用,其中介质层、导体层、保护层都要求使用 5N 级(99.999%)以上纯度的靶材溅射镀膜。


光洋科深蹲靶材领域十多年,最早是从后端封测切入,之后进入特色工艺领域。去年,终于拿到台积电高端制程技术的门票,从 7nm 开始进入,再来是 5nm 工艺,预计 3nm 工艺也将在今年完成认证。




光洋科擅长的靶材多是贵金属,最早就是黄金、白银、白金等材料起家。


在客户群方面,光洋科并不是通吃所有半导体,而是以 12 寸晶圆厂和特色工艺的 寸晶圆厂为主。


因为 寸或 寸特色工艺相较于 寸传统工艺的晶圆厂,需要贵金属做电击,会用到像是白银等材料。或者,像是第二、三代化合物半导体都使用到黄金材料,因此光洋科有了业务空间。


光洋科的业务不施力在传统 寸晶圆厂客户,主要原因是一般 寸晶圆主要是用铝靶,过去一直是以 Honeywell、日矿为主。半导体厂要把既有的供应商换掉的代价太大,除非能带来巨大的成本下降,不然以 寸晶圆这么成熟的市场,随意更换供应商是无利可图的。


所以,光洋科选择从 12 寸切入半导体靶材的市场,尤其是在 65nm 以下一直到 28nm 的 CMOS 工艺中会用到白金,而这块领域的最大供应商就是日矿。


65nm28nm 的 CMOS 工艺用到白金靶材长年来会被日矿掌握,因为半导体厂对于白金技术的要求非常高,几乎只有日矿可以达到标准。


再者,白金成本非常高,要开发一块钯材也需要资金很雄厚,需要投入非常大成本。


举例而言,在半导体磁控溅镀技术上,即使用最好的机台来做,靶材使用率最多也只能使用到45%,这些被用掉的材料被溅镀在晶圆上以及真空腔体内的挡板上,其余的部分都是无法使用到的残靶材。因此,投入开发成本之高,是可想而知。


这也衍伸出另一门生意,就是贵金属材料的回收残靶或再生残靶的业务,让残料重回有效运用到电子制造的供应链,也符合绿色环保的理念,更是半导体厂企业责任的一环。


且试想,这些黄金和白银等贵金属靶材如果不妥善回收和再生,也会衍生不少成本和管理问题。




光洋科在切入台积电 7nm/5nm/3nm 绿色供应链新成员之前,并没有业务来自先进制程。从 2020 年 月开始出货后,营收占比已出现个位数贡献,以 2021 年整个半导体业务贡献来看,有机会上看 20%


目前光洋科的营收以云端(包括数据中心的传统硬盘等)为主,约达 40%; 其次是半导体和显示器各占 20%; 另外回收业务和LED合计占 20%。在半导体业务上有高阶制程的贡献,未来将超越云端业务,成为占比最高。


光洋科今年 月底在昆山高新区举行举行昆山光洋 20 周年庆暨三期工程奠基典礼,三期靶材工程项目总投资金额上亿,主要部署包含半导体超高纯靶材、半导体封装键合丝、半导体精密陶瓷材料、超高纯贵稀金属精炼技术及真空镀膜产线等。


光洋科指出,建成投产后预计可新增年产值达 30 亿元,计划于 2023 年 12 月建成启用。同时,公司也计划扩大工程研发中心及先进材料实验室等,以强化应用于AI5G、大数据及车联网等领域的技术研发。




原文地址:点击