微影設備裡的「隱形巨人」-德國卡爾蔡司半導體專訪

蔡司半導體台灣區負責人暨副總專訪

范雅亮（Johnny Fan），擁有英國蘭卡斯特大學MBA學位，於2023年6月加入蔡司半導體之前，任職於艾司摩爾（ASML）長達17年之久，分別在台灣、中國和荷蘭總部服務，在業務、行銷、產品、策略、跨國管理以及組織規劃與成長方面有豐富的經驗，並在海外工作時間超過8年。

為何選擇加入蔡司半導體（ZEISS Semiconductor Manufacturing Technology）?　

除了家庭因素考量外，Johnny分享驅動他的原因有三點。第一是在艾司摩爾任職時，曾多次陪同客戶高層造訪蔡司半導體位於德國Oberkochen總部，對於蔡司半導體卓越的光學鏡頭設計與生產能力感到佩服。第二點是深刻體會到先進微影製程設備對於台灣的重要性。第三個原因則是對於德國這個國家的熱愛。「在旅居歐洲將近四年的時間裡，最頻繁造訪出遊的國家就是德國。德國的風土人文豐富，從美麗的萊茵河畔生產的葡萄白酒Riesling，到羅曼蒂克大道上充滿中古世紀風情的羅騰堡，到德奧交界的新天鵝堡和國王湖，都讓人想一訪再訪。所以加入蔡司半導體，讓我在出差之際仍能抽空回訪這些充滿美好的景點，這是一大加分」Johnny笑稱。

蔡司半導體究竟是在做甚麼的？

Johnny也提到：「許多身邊的人得知我離開艾司摩爾加入蔡司時，才知道原來蔡司不僅僅是眼鏡界的佼佼者，也是半導體設備的箇中翹楚！」其實蔡司集團是一間超過176年歷史的德國公司， 旗下有四大事業部，分別是光學消費產品、醫療技術、顯微鏡與工業測量品質、以及營收佔比最高的半導體製造技術事業部。Johnny更進一步提到，半導體製造技術事業部擁有超過7,500名員工，其中超過2,500名的員工致力於極紫外光（EUV）和高數值孔徑（High-NA）EUV的發展技術。

截至2023年9月30日為止，這個事業體的年營收已達35.55億歐元。那這個事業部的業務範疇有哪些呢？ Johnny表示，主要是由三大策略業務單位所組成，包括提供艾司摩爾微影設備裡頭光學元件的SMO（Semiconductor Manufacturing Optics），半導體製程控制解決方案（Process Control），以及半導體光罩修復設備解決方案（Semiconductor Mask Solutions）。

關於蔡司半導體與艾司摩爾之間的合作關係？
最初蔡司半導體是以原始設備製造商（OEM）起家的，主要客戶皆為全球半導體設備大廠。1983年時，蔡司半導體首次將其光學系統出貨給現今的艾司摩爾。而自此至今，兩間公司決定於1997年時，攜手成為戰略上的夥伴，並朝著共同的目標努力，成為半導體製造的技術先驅，並確保維持市場的領先地位。蔡司儼然已為身為半導體界要角做好準備。畢竟，全世界有超過八成的晶片，必須透過這位荷蘭籍夥伴-艾司摩爾的微影系統來製造。而微影系統裡最關鍵的元件，即是蔡司半導體製造部(SMT）的光學系統。對於加速全球數位化，蔡司扮演了至關重要的角色，促使全球的晶片製造廠商能夠演進發展，持續做出更精密微小的晶片。

延續摩爾定律的技術EUV / High-NA EUV

隨著訪談來到了這個半導體最熱門及高度關注的話題時，Johnny忍不住興奮地和我們分享：「我們知道，透過EUV微影的精準投射，人類已經能在一個指甲片大小的晶片裡，打造上億顆電晶體；試著想像，利用下一代的高數值孔徑high-NA EUV，能夠打造的電晶體數量將會是更驚人的數字！而在EUV極紫外光微影技術這方面，蔡司已擁有超過25年的研發歷史；甚至更有多達2,000多項的EUV專利，其中當然也包含了高數值孔徑（High-NA）EUV。可以說，我們的光學EUV系統不但重新定義了精準度，甚至擁有堪稱世界上能最完美精準反射的EUV鏡面。」

除此之外，Johnny表示：「我們能藉由艾司摩爾High-NA EUV 的微影設備得到證實，其最新的High-NA EUV，堪稱是當今世上最現代、最複雜、同時也是最精準的機器，讓人類能夠生產出更先進微小的晶片。而隨著近日艾司摩爾將最新型的高數值孔徑極紫外光微影系統，出貨給第一位客戶，蔡司的High-NA EUV 專業技術也再次成為焦點，我們幾乎可以確定的是，摩爾定律將持續推進至2030年後。」

如何使光罩趨近完美? - 光罩解決方案（Semiconductor Mask Solutions）

談完了秘密武器EUV， Johnny接著分享微影製程裡，另一個重要的角色-光罩。在製造先進晶片的過程裡，光罩一直都是不可或缺的要素。試著將微影設備想像成一台幻燈片，光線會透過刻有設計圖的光罩，投影到晶圓上做晶片的生產。但跟幻燈片不一樣的是，這些經過投影的設計圖不會維持原尺寸，而是需要透過光學元件來將設計圖縮小到足夠細微的尺寸，且可能會需要重複這樣的投影過程超過上百次，才能得到我們想要的微小晶片。SMS在做的事，即是透過光學及專業的電子光學核心知識，佐以高科技的雷射技術，來對光罩進行量測、修復、驗證及改良。我們的最終目標是協助客戶讓他們的光罩趨近完美，進而提高生產良率。正因為看到了這樣的市場需求，SMT在幾年前成立了這個重要的新興策略業務單位，讓蔡司半導體的產品線更趨於完善。

有鑑於全球半導體市場持續成長，光罩產業的技術也隨之不斷更新發展，這帶給了需要直接面對客戶進行銷售和售後服務的光罩解決方案部門，可觀的成長空間。Johnny強調，正是因為這樣的成長空間以及部門正在經歷的轉換期，提供了有業界豐富經驗的同仁們充分表現的絕佳舞台，也萬分感謝台灣客戶的鞭策與鼓勵，讓光罩解決方案部門持續走在改善的路上，逐步成長。

蔡司半導體在台灣接下來的布局？

近年來，半導體市場需求持續攀升，據分析師稱，晶片的市場規模將在這個十年末翻倍，預計到2030年市場規模將成長到約1兆美元左右。歐洲擁有生產尖端晶片製造設備的優勢，而台灣則是尖端晶片製造中心，10奈米以下的半導體台灣佔全球市場9成以上。Johnny提到「蔡司半導體深耕台灣的決心不變，除了2023年9月在桃園楊梅成立的蔡司半導體亞洲物流中心，和12月在台南科學園區成功大學校區成立的蔡司半導體光罩修復設備培訓中心外，伴隨著未來和客戶的合作夥伴關係的深化，將持續導入德國的先進技術與研發人才，協助台灣和客戶在全球半導體生產製造領域發展中保持領先。」

此外，為了進一步鞏固其在台灣半導體領域的地位，蔡司2024年6月18日宣布於新竹科學園區、斥資3億多元打造的首座台灣創新中心正式落成，第一階段將引進電子、光學與3D X-ray顯微鏡的尖端半導體檢測分析解決方案，結合人工智慧（AI）與獨家關聯技術，提升檢測品質、改善生產效率與良率，這一新設施不僅展示了蔡司對台灣市場的長遠承諾，也為半導體產業的未來發展提供了強大的技術支持。