台股目前有不少公司的業務跟"半導體AMC防治"有關。這邊就來更新一下晶圓製程AMC防治設備,RFID整合派工系統公司,華景電。
華景電,主要提供晶圓製程 AMC 微污染防治設備與RFID相關產品之系統設計、製造與銷售等服務,其產品應用於半導體晶圓廠、封裝測試廠及記憶體製造廠製程所需,或是與國際自動化設備商合作開發,提供客戶完整的智慧製造系統解決方案。公司主要經營團隊在國內外半導體廠具有將近20年的工作經驗。
半導體先進製程之技術創新使未來半導體 IC 製程線距越來越小,晶圓製造廠對於製程環境控制的要求也愈來愈嚴苛,透過 AMC 檢測設備持續進行監測並提升產品良率,已成為先進製程不可或缺之配備,隨著奈米節點逐漸下降,對於 AMC 分子的監控也從 ppbv(Parts per billion by volume;十億分之一)等級跨到 pptv(Parts per trillion by volume;兆分之一)等級,預期先進製程半導體設備規模將隨之成長,使未來成長可期。
以下為華景電的產品和服務:
(1)晶圓製程 AMC 微污染防治設備:
由於半導體晶圓在製程當中,環境中的微粒會對良率造成影響,隨著製程的微縮,環境中的微粒對良率影響越大,當晶圓製程達到 28 奈米以下時,晶圓於載具輸送時的環境條件控制及潔淨化將變得相當重要,因此半導體廠會開始大量採購傳載充氣模組系統,當達到 20 奈米以下的等級時,此種充氣模組成為載具傳輸設備的標準配備。因此必須藉由微污染環境防治設備來控制,但在微環境控制需要進行許多流場模擬及測試驗證,目前在 3 奈米以下製程更是需要增加氣簾層流裝置設備來保護晶圓。
微環境污染防治的關鍵技術在於濕度控制及微污染的防治,依據業主需求將製程管路、機電整合、監控系統等不同的專業知識領域,設計整合成最佳的產品。華景電提供半導體製程之微污染環境防治設備,於硬體機構設計時納入充氣模組做整合,盤面預留充氣孔位,具有可拆式側門板及方便拆卸的控制板模組。
在製程機台中,華景因應不同類型的機台,加裝微污染防治監控系統,使晶圓於載具 (FOUP)中保持良好的環境,避免化學污染物產生損壞晶圓,增加良率,且目前客製化近數十種機型。依機台及客戶需求各分為:L/P Purge、Air Curtain、Standalone、Embedded、OHB N2、BR Loadport。
平台式整合微污染防制系統,在半導體製程中,本模組用於控制晶圓儲存環境的溫度、濕度及潔淨度,華景並提供符合各種機型之客製化尺寸、及多種電壓電流支援本系統,故最適合搭配 N2 或 CDA(Clean Dry Air) 等 Gas 使用。
(a)BR LOADPORT SOLUTION 系統整合最佳方案
整合Loadport、Purge Unit、Laminar Flow 完整微污染防治體系。
將Brillian自有之300mm晶圓缷載模組(Loadport)產品,於硬體機構設計時納入充氣模組(Purge Unit)做整合,盤面預留充氣孔位,具有可拆式側門板及方便拆卸的控制板模組。充氣模組可供安裝單流量計(單段流量控制)或MFC(多段流量控制),同時透過溫濕度感測器、流量計及壓力計取得各項數值,監控FOUP內微環境條件,以此提升製程良率。亦可搭載風刀模組(Laminar Flow),阻絕外部高濕氣體於FOUP開門時滲入,將濕度大幅降低至5%以下。
(b)PURGE UNIT FOR LOADPORT SOLUTION 微污染防治最佳方案
改造Loadport,加裝N2/XCDA充氣模組系統製程機台中,為了因應不同類型的機台及Loadport,華景電提供改造加裝微污染防治系統(Loadport Purge System)之方案,使晶圓在生產過程於載具 (FOUP) 中能保持良好的環境,避免化學污染物產生損壞晶圓,增加良率。
(c)LAMINAR FLOW DEVICE EFEM流場污染防治最佳解決方案
改造Loadport加裝N2/XCDA層流氣簾系統晶圓在晶圓傳送盒(FOUP)門開啓後,於微環境內待轉入製程的過程中亦非常容易受到污染,因此當FOUP門開啓時,門前由層流裝置產生均勻下吹氣簾,隔絕EFEM(Equipment Front End Module)氣流侵入FOUP內部,確保晶圓表面上之相對濕度處於可接受範圍內。
(d)OHB N2 PURGE SYSTEM
用於製程前段,安裝於自動化軌道下方,專門為了去除水分與氧氣含量、延長Q-Time而設計的氮氣充氣產品,能搭配半導體AMHS自動化設備使用,且體積小不佔空間,亦能配置在離倉儲系統較遠的製程設備旁,縮短OHT的運送時間。
(e)UTS(Under Track Storage)Purge System
用於製程後段,安裝於自動化軌道側方,與OHB功能相同,專門為了去除水分與氧氣含量、延長Q-Time而設計的氮氣充氣產品,能搭配半導體AMHS自動化設備使用,亦能配置在離倉儲系統較遠的製程設備旁,能有效縮短FOUP傳送至設備Load Port 的時間。
(f)Wafer Sense - 載具溫濕度定時監控及數據分析
透過 Wafer Sense Tool,可及時提供溫濕度定時回報,有效且即時地進行 FOUP 內溫濕度值監控。
(g)平台式整合微污染防制系統
在製程機台中,因應不同類型的機台,加裝微污染防治系統(Purge Load port),使晶圓於載具(FOUP)中保持良好的環境,避免化學污染物產生損壞晶圓,增加良率,且目前客製化已近 40 種機型。
先進材料傳載模組系統
(a)N2 淨化系列產品
Brillian N2 Purge Solution 是一系列專門為了去除水分與氧氣含量、延長 Q-Time 而設計的氮氣充氣產品,它除了能配合半導體 AMHS 自動化設備使用,且體積小、不佔空間,另外還能配置在離倉儲系統較遠的製程設備旁,縮短 OHT 運送的時間。
(b)晶圓有效傳送暫存污染防治設備
為自動化傳輸模組設備中的基礎,能有效降低晶圓載具以人力取貨的時間、人力運輸的閒置、掉落的風險等問題。簡易操作介面,正確辨識產品資訊,並搭配 AMHS 系統快速完成產品傳送,讓現場產品流程運作達到最佳狀態,減少人力運輸的風險並降低營運成本,確保最佳的產品質量。
(2)RFID 整合派工系統:
目前半導體自動化傳輸大部分由 OHT 來進行運輸,而部分會使用人員搬運,因此會有些搬運風險及效率問題存在,而無人搬運設備正好可補足這一區塊,同時也能使自動化管理更為完善。無人搬運設備需整合機器手臂、自走車、充電系統及派工系統等各項技術。
另外,半導體晶圓於儲存及傳送時的追蹤,在儲存系統中,華景因應不同類型的晶圓、光罩尺寸,提供合適的晶圓、光罩等載具及具備 RFID 通訊的電子貨架、Dummy L/P、E84 sensor,搭配客戶端自動化物料搬運系統如 AGV(Automated Guided Vehicle)及 OHT(Overhead Hoist Transport)系統等,使晶圓或光罩的儲存得以及時監控與追蹤,避免晶圓的遺失與錯置,提升物料管理的追蹤能力。
(a)Brillian Material Handling Solution (BMHS)
為 Brillian 推出之 FAB 半自動化物料搬運方案。透過各種智慧型物料儲放裝置,整合 BMHS 系統及數據庫,在第一時間定位物料位置並決定傳送路線,達到物料傳送最佳化設計。
(b)Brillian RFID With HSMS
自製 RFID Reader 增加支援 HSMS。
(3)其他「消防工程 (Fire Protection System)」:
公司開發AEGIS火警監視控制系統,CO2系統噴放不殘留,無保存年限,主動回報設備動作同時機台停機以及訊號移報通知ERC或廠務系統,適合廠家預防B類及C類火警。
目前主要消防系統有:水系統、泡沫系統、水霧系統、CO2系統、惰性氣體、氟素氣體系統…等。The Kidde AEGIS™火警監視控制系統為CO2系統。
AMC氣態分子污染物(Airborne Molecular Contamination)
(1)AMC
氣態分子污染物(Airborne Molecular Contamination, AMC)則係指在環境中有能力沉積或吸附於物體表面上形成單分子層(Monolayer)薄膜之氣態化學污染物質,常影響實驗室研究結果或半導體製程良率。
以半導體產業為例,依國際半導體設備與材料協會(Semiconductor Equipment and Materials International, SEMI)的 F21-1102 標準定義 AMC 有四大子項目,分別為酸蒸氣(Molecular Acid, MA)、鹼蒸氣(Molecular Base, MB)、凝結物質(Molecular Condensable, MC)及摻雜物質(Molecular Dopant, MD),來源可能是無塵室外的汽車排氣、大氣臭氧、工廠排放等,或是潔淨室內的化學溶劑揮發、蝕刻酸氣、塑膠製品溢散等。
在近年技術發展下,高階半導體元件線寬不斷縮小以及製程設備精密度持續提高,使以往不具影響的 AMC,開始藉由酸鹼或氧化還原等化學反應與產品元件產生反應,或以物理性吸附沈積方式於半導體晶圓表面或半導體設備曝光鏡頭表面形成薄膜,進而導致製程良率不穩,並影響產品性能及可靠性,但由於 AMC 來源非常廣泛,污染物項目族繁多元,因此如何有效管控 AMC 已成為半導體晶圓廠的重要議題之一。
(a)製程設備環境
製程設備環境係指各生產設備本身的內部空間、設備內部各種特殊氣體或化學品儲存、以及各供應管路等所在空間,在半導體晶片生產中,需要用到的製程設備有數十種,除了廠務所提供的過濾空氣,各製程設備本身也會用到所需的特殊氣體或化學藥品,來進行該設備在半導體晶片生產過程中的特定步驟。
例如:微影製程(Lithography)設備在其製造過程中,會用到其特殊的光阻劑(Photoresist)與顯影劑(Developer)等藥品、濕式製程(Wet)生產機台,則會用到另外特殊的化學藥品與清洗溶劑、乾式蝕刻(Dry Etch)設備,則會用到其多種特殊氣體,來做晶圓表面的精密雕刻等。這些製程設備,都可能因不可控因素,發生所使用的的氣體或藥品洩漏,而導致晶圓受到汙染缺陷。
(b)微環境
微環境係指光罩或晶圓所放置或直接暴露的特定微小空間環境,例如光罩盒 (Reticle Box),前開式晶圓傳送盒 (Front Opening Unified Pod, FOUP), 晶圓自動傳送區 (Equipment Front End Module, EFEM)等。這些此微環境,有的是可移動式的載具 (例如 FOUP),有的是某固定區(例如 EFEM, Stocker) , 隨著製程技術的演進,對微環境的監控要求也是可預期的。
以 FOUP 為例, 其負責將晶圓運載到各製程設備,進行所對應之生產步驟,若 FOUP 內部的微環境有 AMC 汙染,便有可能把汙染轉移到晶圓,再帶到下一個製程設備中,形成交叉汙染,污染物的持續交換會再更加放大,除了導致晶圓缺陷、良率下降,也可能造成設備使用壽命縮短。因此 FOUP 本身除了定期清洗, 其內部微環境是否清潔的量測越顯重要,但因此種微環境範圍空間小,並且作業特殊,需要相對的自動控制系統,來快速並精準的將微小環境內的氣體 取出進行分析的要求也更高。
(2)AMC 管控
AMC 管控主要分成監測、防治及去除三種應用。監測主係追蹤空氣中可能影響半導體製程的 AMC,及早發現污染物的濃度與分佈,及時評估其對製程的影響並採取應對措施,以確保製程環境中 AMC 污染物濃度保持在允許範圍內,避免干擾製程或造成產品缺陷,主要分為離線監測(Offline Monitoring)及線上監測(Online Monitoring)。
防治主係針對污染源作出預防的概念,從源頭控制污染物產生,設置屏障或減少 AMC 產生,以維持潔淨、穩定的製程環境,常見的防治設備有 FOUP / FOSB 清潔、廠區隔間、充氣系統(Purge)、晶圓卸載模組(Load port)、排氣系統等。
而去除主係發現 AMC 污染物濃度超標時,能夠迅速有效地移除已存在於空氣中的 AMC,恢復環境潔淨度,防止其對製程或產品造成不良影響,常見的去除裝置有 MAU 外氣箱、水洗裝置、觸媒轉換(煙囪去除)等。
雖然防治和去除 AMC 對維持半導體製程環境的潔淨度和高品質至關重要,但其有效性與否是仰賴於監測數據的支持。監測是防治與去除的基礎,不僅提供早期預警,為防治和去除措施提供實時反饋,幫助快速辨識潛在問題並調整應對策略,且在出現問題時,透過監測數據查找污染源及時反應處理,從而維持半導體製程的穩定性與產品品質,故監測管理係引領防治及去除之關鍵。
(3)AMC監控檢測市場規模
根據美國市場顧問諮詢公司 QYResearch 於 2024 年 01 月發佈的市場研究報告,預估於 2023 年度全球 AMC 監控檢測之市場規模約 1.69 億美元,2024 年度可成長 7.67%至 1.82 億美元,並估計 2030 年度達 2.71 億美元,2024~2030 年度之複合成長率(CAGR)約為 6.8%,亞太地區是全球 AMC 監控檢測市場中最大的地區,約佔78%,北美地區次之,約佔13%。
(4)AMC趨勢
AMC監測需求快速增長,除製程環境無塵室監測外,半導體廠房廠務環境、生產設備環境、晶圓載具環境、外氣監控、及先進製程的設備內微環境監控也是當前趨勢。
產業概況
(a)先進封裝
FOPLP佈局深耕,CoWoS 擴產倍增,半導體晶片功能與效能要求不斷提高,先進封裝技術日益重要。在 FOPLP 方面,2025 年起將快速成長,目前以玻璃 Base 製程為主,應用於 PMIC、RF 等小型晶片,預計技術累積數年後可望進軍封裝面積要求更大的 AI 晶片市場,並導入技術門檻要求更高的玻璃 Base 產品。
另外,在 NVIDIA、AMD、AWS、Broadcom 與雲端服務供應商(CSP) 等高效能運算客戶需求推動下,台積電 CoWoS 產能持續倍增,目標將從 2024 年的 33 萬片大幅擴充至 2025 年的 66 萬片,年增 100%,其中以 CoWoS-L 產品線年增 470%為主要動能,而台灣設備供應鏈包括濕蝕刻、點膠、揀晶等關鍵製程設備廠商,將在此波擴產潮中獲得更多成長契機。
(b)AI 發展
隨著 AI 演算法、GenAI 逐漸成熟, AI 智慧將朝向服務化發展,導入在資訊科技、自動駕駛、綠能永續與各行各業,並配合各國需求推動在地化,當 AI 更在地化且結合各產業,將有更多區域性 AI 服務商出現,並建立在地價值鏈,而形成規模的 AI 智慧應用產業將逐漸建立能量,推 出自有的、本土的晶片解決方案,來達到更高的自主性,帶來更多的客製化方案商機。
這股由半導體結合 AI 的發展方向,將推動全球科技生態系的變革與再造,催生產業價值鏈的創新變化。另外值得留意的是,隨著 AI 更加落實甚至可代理決策, 預期 2026 年之後半導體市場將受到更多 AI 治理相關的政策性因素影響。
華景電,是一家晶圓製程AMC防治設備,RFID整合派工系統公司,近4年ROE為25%,17%,23%,21%。毛利率為59%,54%,52%,51%。資產負債率為26%,34%,33%,21%。以2024年為例,公司營收以晶圓製程 AMC 微污染防治設備佔90.28%,RFID 整合派工系統7.42%,其他2.29%。銷售區域以台灣佔41.78%,中國佔36.53%,其他佔21,69%。公司客戶有台積電....等等。華景電研發費用佔營收比例7%。
進入障礙
華景電於 89 年起,服務客戶包含國際知名半導體大廠,主要產品應用於晶圓傳載充氣系統及追蹤辯識系統解決,產品多屬高度客製化。
另外,公司於半導體機台所需之傳載充氣模組改造及設計能力強,目前已可配合近 40 種機台進行整廠客製化設計,故得維持長期穩定之供應鏈;公司藉由技術能力、品質認證、成本控管及交期準時,已獲得國際知名半導體大廠青睞,雙方透過此合作方式,得以供應鏈關係穩固,形同同業進入障礙。
面臨競爭者削價競爭壓力
公司所開發及銷售之微污染防治設備防治裝置廣泛運用在晶圓製程設備中,因國內能提供此等高階設備的業者不多,因此吸引其他競爭者欲削價搶佔切入此市場,使得部份設備產品面臨降價壓力。
研發計劃
AMC氣體分子污染物對半導體製程良率的影響,先期就進行開發防範,但過去僅止於大顆粒物質;但隨著製程愈來愈精細,預防的標準也愈形嚴格。檢測的項目也從過去單純的酸鹼物質,漸漸擴增到有機物質,而有機物的物種的監測也從過去半導體重視的十多種,漸漸擴增到新的未知有機物物種。因此在微污染防治設備開發上除了現有的防治之外,未來將持續整合相關氣體檢測儀器,在製造過程中及時監測晶圓盒內氣體的有機物濃度,並提供即時相關數據。
(a)微污染防治方面:
先進製程不斷的進步,華景在此領域深耕,持續進行客製化開發並選用無揮發性材料的 AMC 設備,提升產品品質。
(b)自動化物料管理系統(AMHS)相關輔助設備元件方面:
開發新式 E84 sensor、產品化關鍵 Debug tool 以及新式晶圓裝卸機(Load port) 、EFEM 監控模組、高儲量電子貨架、整合 ZIP Embedded 等。
成長性
(1)全球主要晶圓製造商將於 114 年啟動 2 奈米製程量產,這將進一步提升 AI 與 HPC 晶片效能,吸引更多國際大廠訂單,預計屆時先進製程的產能利用率將保持高水位,且未來隨 5G、AI 結合物聯網、汽車電子、化合物半導體等新興技術與應用將驅動更多類型的半導體元件需求成長,對微污染防治系統要求大幅提高,
(2)依據半導體精進製程速度,未來 IC 製程線距會越來越小,晶圓盒與光罩盒內部的環境控制會越來越重視。載體內充入超潔淨氣體以保持濕度環境條件已是必然趨勢,於晶圓傳載模組加裝充氣功能,提升產品良率,將成為晶圓生產之標準配備。未來將隨著半導體景氣趨勢及半導體設備規模成長,設廠需求將隨之成長。
(3)近年來已於中國及美國等地投資設立據點就近服務客戶。















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