來更新一下半導體特殊氣體公司，台特化(4772.TW)

最近，台特化要上櫃掛牌了。台灣半導體設備和材料的國產化正如火如荼展開中。這邊就來更新一下半導體特殊氣體公司，台特化。

台特化，為半導體特殊氣體公司，具備完整的自研合成、純化、灌充、檢驗等生產技術。公司主要產品為矽乙烷(Disilane)、矽丙烷(Trisilane)及代理商品買賣為目前營收來源。台特化目前具有全球矽乙烷產品單一產線最大產能，且已通過國際 Tier 1 大廠認證，並取得供應與應用實績。

公司的矽乙烷產品，品質已遠勝於現有市場公認規格 4N8+(99.998%)純度等級，目前已穩定生產 5N(99.999%)以上等級產品，並可依客戶需求客製純化 5N+品質之產品。

台特化所產製之高階矽烷氣體主係用於半導體積體電路中之邏輯與記憶體產業，應用領域係該產業之化學氣相沉積(Chemical Vapor Deposition, CVD)製程，作為電子電路之介電層膜原料，經由擴散(Diffusion)反應生成矽化合物薄膜 (poly-Si, SixOy, SixNy)，提供較傳統材料更高的緻密度(Density)，更好的平滑度 (Smoothness)及較高的沉積速率，並提供製程較多的熱預算(Thermal Budget)， 是半導體產業進入先進製程之關鍵性材料。

矽乙烷為化學氣相沉積製程中沉積矽化合物薄膜的材料;在半導體產業成熟製程中多使用矽甲烷作為原料，但因先進製程的電晶體密度持續提高，需將線路節點與線徑不斷的縮小，而矽甲烷之特性已無法滿足先進製程的需要，因此在半導體製程隨摩爾定律持續推進的過程中，矽乙烷的市場需求將隨著製程的演進而逐步提高。

另外在矽甲烷使用量最高的面板產業製程中之氣相沉積製程(PECVD)，隨著終端產品的多樣性與降低製程成本和改善良率的需要，即有可能發生產品典範轉移，矽乙烷的材料特性，將會是一項優良的解決方案，將取代部分的矽甲烷製程應用需求，產品應用潛力非常高。

在邏輯晶片(Logic IC)、隨機動態存取記憶體(DRAM)、 三維快閃記憶體(3D NAND Flash)等晶片製造領域，矽乙烷需求量已隨著製程技術的推進而逐漸提升。

以下為台特化產品介紹:

(1)半導體特殊氣體自製

A. 電子級純度矽乙烷(4N8-5N)\

台特化主要的產品為半導體晶片製程應用之介電矽層膜特用氣體-高純度矽乙烷(Disilane)，產品用於科技產業化學氣相沉積(Chemical Vapor Deposition, CVD)製程，經由擴散(Diffusion)反應生成矽化合物薄膜(poly-Si, SixOy, SixNy)，製作電子電路之介電層膜。較傳統使用矽甲烷(Silane)具有更優良之電性品質與製程效益，提供更高的緻密度(Density)，更好的平滑度 (Smoothness)，及較高的沉積速率(Epitaxial Rate)，更能提供較矽甲烷多 100 ℃的熱預算(Thermal Budget)，可用材料來協助先進製程突破物理上的限制， 是半導體產業進入先進製程時代的關鍵矽基化合物薄膜的關鍵性材料。

B. 高純度矽丙烷(4N) 

台特化另一產品亦可作為介電矽層膜特用材料氣體-矽丙烷(Trisilane)， 其半導體應用特性又較矽乙烷優越，被視為次世代關鍵矽基化合物薄膜的原料，礙於半導體設備與技術發展限制，目前市場上未有廣泛應用，但矽丙烷特氣已具 Analog 晶片生產製造之實績。

倘未來半導體產業進入更先進之堆疊製程，矽丙烷具有更優異之產品特性，加上矽丙烷全球僅台特化及美國 Voltaix 生產廠具有量產能力，台特化矽丙烷產品將有其市場發展機會。

(2)代理

電子級矽甲烷(6N)供應服務

台特化過往具矽甲烷(Silane)製程開發經歷，從中獲取豐富矽甲烷氣體相關操作經驗，雖目前未有自行生產製造矽甲烷特氣，但仍提供高純度矽甲烷特氣的供應服務，主要做光學面板製造產業中的矽化合物薄膜沉積的原料供應，亦供應半導體製程做矽基化合物薄膜外延沉積原料。

(3)特用氣體服務平台

為服務海外客戶需求，有鑑於半導體先進製程需求，特殊氣體原料品項眾多，台特化已建置完善的倉儲物流設施及有完整的全球半導體客戶通路，可提供終端供應鏈平台之銷售服務，除了自主研發生產產品外，透過與優質合作夥伴發展策略聯盟，拓展特殊氣體產品組合，並以此平台形成完整特氣供應鏈。另隨著客戶海外擴廠的腳步，為客戶建立海外特氣供應服務基地，形成穩定及可靠的供應鏈體系，將多項關鍵特殊氣體產品銷往美國、日本、歐洲等國際市場。

產業概況

半導體材料是一類具備半導體性能（導電能力介於導體與絕緣體之間，電阻率約在 1mΩ·cm～1GΩ·cm 範圍內），一般情況下導電率隨溫度的升高而提高。 半導體材料具有熱敏性、光敏性、摻雜性等特點，是用於晶圓製造和後段封裝的重要材料，被廣泛應用於汽車、家用電器、消費電子、資訊通訊等領域的積體電路或各類半導體元件中。 

半導體材料和設備是半導體產業鏈的基石，是推動積體電路技術創新的引擎。晶圓廠必須購買設備和材料並獲取相應的制程工藝才能正常運作。另一方面， 三者相互制約，製成的演進常常需要設備和材料的同步更新，才能有效避免木桶效應。 

工業氣體根據製備方式和應用領域的不同，可分為大宗氣體與特殊氣體，大宗氣體係指產銷量大，對純度要求相對較低的氣體，主要應用於工業領域，如氧氣(CO2)、 氮氣(N2)、氬氣(Ar)等空分氣體以及二氧化碳(CO2)、乙炔(C2H2)等合成氣體； 大宗氣體產銷量大，但是對純度要求不高，主要用於冶金、石化、鋼鐵及重工等產業領域。

特殊氣體包含標準氣體、高純度氣體及電子特殊氣體，電子大宗氣體常使用在清洗、助燃及防氧化等環節，電子特殊氣體產品係在特定領域中對氣體有特殊要求的純氣，產銷量雖較標準氣體及高純度氣體為小，卻為半導體、太陽能電池產業及面板產業之關鍵材料，廣泛應用於擴 散、摻雜、清洗、蝕刻、離子植入、化學氣相沉積等製程，如高純度矽甲烷 (Silane)、矽乙烷 (Disilane)、磷化氫 (PH3)、砷化氫 (AsH3)、三氟化氮 (NF3)、 四氟化碳 (CF4) 等。

在純度方面，普通工業氣體要求在99.99%左右，但是在先進制程的積體電路製造過程中，氣體純度要求在6N（99.9999%）以上。另外還有等離子氣體，以及氟碳類蝕刻氣體，種類繁多。

電子氣體品質之指標不僅是指氣體本身純度，還包括影響製造過程中各種關鍵雜質含量，如氧氣、水分、金屬、離子濃度、顆粒等，電子特氣中水汽、顆粒等雜質會影響電子器件壽命，造成半導體線路損壞。雜質含量通常為ppm（百萬分之一，0.0001%）、ppb（十億分之一，十億分之一，0.0000001%）。

以產業來區分，特殊氣體係應用於半導體之黃光、蝕刻、薄膜及擴散/離子植入及設備清洗製程及平面顯示器回火準分子雷射製程等電子產業，屬於電子特殊氣體 (Electronic Specialty Gases)；而電子氣體為工業氣體的重要分支，與傳統工業氣體的區別在於純度更高或者具有特殊用途，台特化屬於工業氣體產業。另由於工業氣體也常被視為是特殊化學品，故台特化亦歸屬於化學產業。

電子氣體在積體電路製造中具有使用量大及應用範圍廣的特點，加上其中特殊氣體的純度對積體電路性能、產品良率有著決定性的影響，即使是某一種某一個特定雜質超標，都將導致質量嚴重缺陷，嚴重時會因不合格氣體的擴散，導致整個生產線被污染，乃至全面癱瘓。因此特殊氣體可說是積體電路製造過程的基礎關鍵材料，直接決定了晶片製造的良率與可靠性，所以特殊氣體也被譽為積體電路製造中的「血液」

特殊氣體產業不論在國內或是全球屬非常獨特的產業型態，其與其他半導體材料製造商共稱“半導體材料製造業”。前段半導體材料製造業包括矽晶圓、濕式化學品、石英製品、特殊氣體、金屬靶材與光阻液等材料生產；後段半導體材料製造業包括導線架、載板、模壓樹脂與金線等材料生產，為半導體最主要之十大原物料，其中特殊氣體、濕式化學品、金屬靶材與光阻液等同時亦為平面顯示器前段生產之主要原物料。以下為電子氣體分類:

特殊氣體依製程順序可分為一級合成、二級精餾/吸附純化、三級混氣/轉充，及四級微量分析與特殊零組件組裝。

電子特殊氣體為半導體、太陽能電池產業及面板產業不可或缺之關鍵材料，依據調研機構 LinxConsulting 資料顯示，半導體市場所需電子特殊氣體佔比達 70%左右，面板和太陽能電池需求佔比分別為 20%和 4%，因此半導體產業為電子特殊氣體最大應用領域。而用於半導體的氣體數量高達 200 項以上，其中，需要的特殊氣體種類就超過50種。

依據中國前瞻產業研究院 2023 年 4 月預測全球特殊氣體市場在 2023 年到 2028 年間將以 9.9%的年複合成長率成長，到 2028 年全球特殊氣體市場規模將達到 190 億美元。

技術層次

台特化的特用化學氣體製造技術，源於矽鎂法反應製造矽甲烷的專利與方法技術移轉為基礎，再自行開發改良。結合自行開發的矽烷氣體熱裂解技術，與工業技術研究院的化工精餾純化系統設計技術，於 106 年完成開發更高效與具成本優勢之高階矽烷反應量產製程，為世界單一最大產能之雙高階矽烷反應製程。

並於 107 年至 108 年陸續取得四國發明與新型專利，且通過世界最先進半導體晶圓製造公司的產品測試認證， 不僅在台灣半導體特氣原料供應市場上站穩腳步，更外銷產品至美、中、日、韓、 德等半導體晶圓代工、DRAM、3D NAND 快閃記憶製造大廠，用於半導體先進製程晶圓製造、64 層以上層疊固態快閃記憶體技術，與先進車用晶片製程等。

產業上、中、下游之關聯性

氣體產業鏈上游主要為原料及設備，原料包含礦石、空氣、工業尾氣及基礎化學原料等，而設備則為氣體的分離及合成設備以及閥件或負壓容器設備；中游則可分為大宗氣體及特殊氣體，大宗氣體主要是空氣中分離出來的氣體，包括氧氣、氮氣及氬氣等，以及合成氣體，例如：氨氣、二氧化碳以及乙炔等。

而特殊氣體中最主要的是電子特殊氣體，電子特殊氣體為半導體產業前製程中所需要的各種相關氣體，包括蝕刻、沉積、長晶、植入、清潔、光罩及雷射等，設備則為氣體的純化、分析、分裝設備、容器閥件及除害設備等；下游為傳統行業及高科技行業的應用，主要市場為半導體產業、航天及軍用、液晶面板、以及太陽能等各產業領域。

產製過程

公司產製矽乙烷係將原料槽中的矽甲烷(SiH4)，利用壓縮機進行加壓打入轉化器中，於轉化器以高溫加熱進行連續式熱裂解反應產出矽乙烷，接著進行純化去除多餘雜質後，並將矽乙烷氣體灌充至鋼瓶後出售，故台特化生產原料係為矽甲烷，另台特化亦代理鋼瓶包裝之矽甲烷銷售予台灣市場之客戶。

目前全球矽甲烷製造商包含日本地區的三井化學株式會社、美國地區的 REC Advanced Silicon Materials LLC (以下簡稱美國 REC)、韓國地區的 SK Specialty (以下簡稱韓國 SK)、台灣的實聯精密化學股份有限公司(以下簡稱台灣實聯)及中國數家廠商等。

台特化，是一家半導體特殊氣體公司。近1年ROE為9%，毛利率為38%，資產負債率為5%.。公司主要自製矽乙烷(Disilane)、矽丙烷(Trisilane)。2023年銷售區域以台灣佔73.78%，亞洲-其他佔21.17%，美洲佔4.2%，東北亞(日本、韓國)佔0.85%。公司最大客戶為台積電，佔公司營收比例為59.63%。台特化研發費用占營業收入比例3.3%。

競爭

以電子特殊氣體產業的業者來看，仍以美國氣體化工(Air Products)、 德國林德公司(Linde/Praxair)、法國液化空氣(Air Liquide)、日本昭和電工及日本大陽日酸公司等國外知名大廠具有市場主導優勢。由於台灣為全球半導體等高科技產業之生產重鎮，歐美及日本特殊氣體供應商亦紛紛在台灣設立銷售事業體，以就近服務客戶。

這些公司有聯華氣體(聯華實業與林德公司合資)、三福氣體(三福與 Air Products 公司合資)、昭和特殊氣體(日本昭和電工之子公司)、台灣愛思開新材料(SK Materials 之子公司)及台灣本土的晶呈科技和兆捷科技等廠商，其主要銷售競爭市場為半導體、TFT-LCD面板、 太陽能電池及 LED 等產業。

全球4家矽乙烷生產商的公司歷史除台特化外皆超過2、30年以上，目前矽乙烷全球市占率最高者為Voltaix，因其在半導體特氣領域發展最早，擁有眾多生產專利及多樣產品線；其次為Mitsui Chemicals；SKM產品則直接供應其所屬Hynix集團所有半導體生產工廠，為全球市佔第三名，台特化相較其他競爭者雖屬新進公司， 但台特化一開始導入市場即選擇切入邏輯晶片最先進製程，目前Logic IC先進製程中(16nm-3nm)矽乙烷供應量占比為全球第一。

目前市場需求由於製程應用尚未全面爆發，各家備線產能加總超過 100 噸/年，但因生產技術門檻高，生產家數較少，市場屬中度競爭狀況。

近年受中美貿易競爭與限制，中國大陸少數矽烷特氣製造供應商，如中國亞格盛 ARGOSUN，由原矽甲烷生產製造製程擴展出矽乙烷量產(20 噸/年)製程，且產品受中國數家半導體晶片與記憶體製造商驗證通過，因為中國製造供應商，受中國半導體發展政策的保護與中國半導體產業的內需，逐漸成為中國特氣市場的一主要供應源，亦為台特化於中國大陸市場擴展的一競爭阻力。另外，當地氣體供應商如南京亞格泰等也宣布陸續投入高階矽烷特殊氣體生產之列。

台特化計畫開發之新商品

A.高純度氯矽烷特用氣體

因應台特化的經營主軸與考量客戶及未來半導體特氣與特化原料的開發， 含鹵素元素-氟、氯等的矽烷，如一氯矽烷、二氯矽烷，因化學分子的鹵素官能基的易替換取代性，為製作矽基前驅物的基礎，又以氟基與氯基的化合物比較，氯基化合物於反應上與衍生物的管理上相對安全，故多數半導體的矽化合物薄膜沉積製程上亦直接採用氯矽烷(二氯矽烷、三氯矽烷)為特氣原料。

遂台特化計畫開發相關氯矽烷產品，而因氯矽烷的反應選擇率，計畫開發之製程預計可同時轉化反應出不同含氯數之矽烷：一氯(MCS)至四氯(STC)。各項含氯數之矽烷，可做不同延伸之矽基前驅物開發的原料應用，或作為獨立的產品銷售。 

B.高純度矽基前驅物產品 

考量高階半導體製程特氣原料的需求和趨勢與市場來源產量限制與運輸限制，台特化計畫開發高價值與高門檻核心技術的矽基前驅物產品，做為先進半導體製程-原子層膜製程的氮矽與氧矽薄膜介電層的特用化學原料，及 High-k、Low-k 介電材料，應用多類高階晶片製程中所需之前驅反應。 

C.高純度蝕刻清潔特用氣體 

半導體製程上，除了應用作薄膜沉積之特用氣體或化學品需求，製程亦有進行沉積介電層作薄膜移除之蝕刻特用氣體與化學品及製程清潔氣體，亦為半導體製程中不可或缺之重要化學原料，用量可媲美甚至優於沉積用之特殊氣體及化學品，且隨半導體製程節點埃米化推進，沉積與蝕刻特用氣體與化學品需求量亦倍數提升，僅品質皆趨更為嚴謹，故先進製程皆轉以乾式或無含水分之化學原料作為應用，以提升製程後續之殘留的避免。

台特化結合既有乾式特殊氣體的生產技術與經驗，規劃以技術合作為導向，協知名且甚具規模的特用化學原料製造供應商，開發高階與高純度之半導體蝕刻與清潔特用化學原料作為基石，並再後續由自行研發開拓更多元的高純度蝕刻清潔之特用氣體與化學品，以因應多樣性的半導體製程應用需求。

成長性

(1)全球積體電路領域技術快速更迭，晶圓尺寸從 6 吋、8 吋發展到 12 吋， 製造技術從 28nm、14nm、7nm、5nm 到 3nm，特殊氣體作為積體電路的關鍵性材料，伴隨著下游產業技術的快速更迭，特殊氣體的精細化程度持續提高，高階矽烷特殊氣體具有更優良之電性品質與製程效益，提供更高的緻密度(Density)，更好的平滑度(Smoothness)，及較高的沉積速率(Epitaxial Rate)， 可用來協助先進製程突破物理上的限制。

半導體市場受惠於 AI 加速器的 AI 訓練需求增加、AI PC 的換機需求，以及隨著智慧型手機、伺服器、甚至跨入虛擬實境科技時代、更高效能需要更多先進製程之應用，特殊氣體是半導體產業進入先進製程時代的關鍵性材料。特氣產品市場因半導體製程要求品質穩定度與可靠度，未來仍將以現有傳統大廠受惠最多。

(2)根據 SEMI 統整各家半導體廠公告的資訊，全球約有 85 座 8 吋或 12 吋晶圓廠將在 2020 年至 2024 年期將陸續由新建或擴建進入量產，這些半導體廠的 74%則位於亞洲，在這樣情況下，而台特化位處於全球最先進半導體晶片生產樞紐地帶核心，優質的地利提供了快速且具機動性供貨的絕佳條件與機會， 更創造許多先進製程應用認證的先機，在近年運輸與國際變化下依然穩定成長。

建構自有供應鏈

整體而言，新應用領域和主要國家從全球化分工轉向保護主義，開始嘗試建構自有半導體生產據點。在各國嘗試建構自有供應鏈的同時，美國透過與印太盟友的合縱連橫及相關政策，持續壓制中國在半導體先進製程技術的演進，也將影響下階段全球半導體供應鏈佈局的發展。

風險

中國特氣生產商挾國家政策補助及國產化優先策略支持，以低價搶攻市場，將會是全球市場競爭上的變數與不確定因子。