微影设备里的「隐形巨人」-德国卡尔蔡司半导体专访

蔡司半导体台湾区负责人暨副总专访

范雅亮（Johnny Fan），拥有英国兰卡斯特大学MBA学位，于2023年6月加入蔡司半导体之前，任职于艾司摩尔（ASML）长达17年之久，分别在台湾、国内和荷兰总部服务，在业务、行销、产品、策略、跨国管理以及组织规划与成长方面有丰富的经验，并在海外工作时间超过8年。

为何选择加入蔡司半导体（ZEISS Semiconductor Manufacturing Technology）?　

除了家庭因素考量外，Johnny分享驱动他的原因有三点。第一是在艾司摩尔任职时，曾多次陪同客户高层造访蔡司半导体位于德国Oberkochen总部，对于蔡司半导体卓越的光学镜头设计与生产能力感到佩服。第二点是深刻体会到先进微影制程设备对于台湾的重要性。第三个原因则是对于德国这个国家的热爱。「在旅居欧洲将近四年的时间里，最频繁造访出游的国家就是德国。德国的风土人文丰富，从美丽的莱茵河畔生产的葡萄白酒Riesling，到罗曼蒂克大道上充满中古世纪风情的罗腾堡，到德奥交界的新天鹅堡和国王湖，都让人想一访再访。所以加入蔡司半导体，让我在出差之际仍能抽空回访这些充满美好的景点，这是一大加分」Johnny笑称。

蔡司半导体究竟是在做甚麽的？

Johnny也提到：「许多身边的人得知我离开艾司摩尔加入蔡司时，才知道原来蔡司不仅仅是眼镜界的佼佼者，也是半导体设备的个中翘楚！」其实蔡司集团是一间超过176年历史的德国公司， 旗下有四大事业部，分别是光学消费产品、医疗技术、显微镜与工业测量品质、以及营收占比最高的半导体制造技术事业部。Johnny更进一步提到，半导体制造技术事业部拥有超过7,500名员工，其中超过2,500名的员工致力于极紫外光（EUV）和高数值孔径（High-NA）EUV的发展技术。

截至2023年9月30日为止，这个事业体的年营收已达35.55亿欧元。那这个事业部的业务范畴有哪些呢？ Johnny表示，主要是由三大策略业务单位所组成，包括提供艾司摩尔微影设备里头光学元件的SMO（Semiconductor Manufacturing Optics），半导体制程控制解决方案（Process Control），以及半导体光罩修复设备解决方案（Semiconductor Mask Solutions）。

关于蔡司半导体与艾司摩尔之间的合作关系？
最初蔡司半导体是以原始设备制造商（OEM）起家的，主要客户皆为全球半导体设备大厂。1983年时，蔡司半导体首次将其光学系统出货给现今的艾司摩尔。而自此至今，两间公司决定于1997年时，携手成为战略上的夥伴，并朝着共同的目标努力，成为半导体制造的技术先驱，并确保维持市场的领先地位。蔡司俨然已为身为半导体界要角做好准备。毕竟，全世界有超过八成的芯片，必须透过这位荷兰籍夥伴-艾司摩尔的微影系统来制造。而微影系统里最关键的元件，即是蔡司半导体制造部(SMT）的光学系统。对于加速全球数码化，蔡司扮演了至关重要的角色，促使全球的芯片制造厂商能够演进发展，持续做出更精密微小的芯片。

延续摩尔定律的技术EUV / High-NA EUV

随着访谈来到了这个半导体最热门及高度关注的话题时，Johnny忍不住兴奋地和我们分享：「我们知道，透过EUV微影的精准投射，人类已经能在一个指甲片大小的芯片里，打造上亿颗晶体管；试着想像，利用下一代的高数值孔径high-NA EUV，能够打造的晶体管数量将会是更惊人的数字！而在EUV极紫外光微影技术这方面，蔡司已拥有超过25年的研发历史；甚至更有多达2,000多项的EUV专利，其中当然也包含了高数值孔径（High-NA）EUV。可以说，我们的光学EUV系统不但重新定义了精准度，甚至拥有堪称世界上能最完美精准反射的EUV镜面。」

除此之外，Johnny表示：「我们能藉由艾司摩尔High-NA EUV 的微影设备得到证实，其最新的High-NA EUV，堪称是当今世上最现代、最复杂、同时也是最精准的机器，让人类能够生产出更先进微小的芯片。而随着近日艾司摩尔将最新型的高数值孔径极紫外光微影系统，出货给第一位客户，蔡司的High-NA EUV 专业技术也再次成为焦点，我们几乎可以确定的是，摩尔定律将持续推进至2030年后。」

如何使光罩趋近完美? - 光罩解决方案（Semiconductor Mask Solutions）

谈完了秘密武器EUV， Johnny接着分享微影制程里，另一个重要的角色-光罩。在制造先进芯片的过程里，光罩一直都是不可或缺的要素。试着将微影设备想像成一台幻灯片，光线会透过刻有设计图的光罩，投影到晶圆上做芯片的生产。但跟幻灯片不一样的是，这些经过投影的设计图不会维持原尺寸，而是需要透过光学元件来将设计图缩小到足够细微的尺寸，且可能会需要重复这样的投影过程超过上百次，才能得到我们想要的微小芯片。SMS在做的事，即是透过光学及专业的电子光学核心知识，佐以高科技的雷射技术，来对光罩进行量测、修复、验证及改良。我们的最终目标是协助客户让他们的光罩趋近完美，进而提高生产良率。正因为看到了这样的市场需求，SMT在几年前成立了这个重要的新兴策略业务单位，让蔡司半导体的产品线更趋于完善。

有监于全球半导体市场持续成长，光罩产业的技术也随之不断更新发展，这带给了需要直接面对客户进行销售和售后服务的光罩解决方案部门，可观的成长空间。Johnny强调，正是因为这样的成长空间以及部门正在经历的转换期，提供了有业界丰富经验的同仁们充分表现的绝佳舞台，也万分感谢台湾客户的鞭策与鼓励，让光罩解决方案部门持续走在改善的路上，逐步成长。

蔡司半导体在台湾接下来的布局？

近年来，半导体市场需求持续攀升，据分析师称，芯片的市场规模将在这个十年末翻倍，预计到2030年市场规模将成长到约1万亿美元左右。欧洲拥有生产尖端芯片制造设备的优势，而台湾则是尖端芯片制造中心，10纳米以下的半导体台湾占全球市场9成以上。Johnny提到「蔡司半导体深耕台湾的决心不变，除了2023年9月在桃园杨梅成立的蔡司半导体亚洲物流中心，和12月在台南科学园区成功大学校区成立的蔡司半导体光罩修复设备培训中心外，伴随着未来和客户的合作夥伴关系的深化，将持续导入德国的先进技术与研发人才，协助台湾和客户在全球半导体生产制造领域发展中保持领先。」

此外，为了进一步巩固其在台湾半导体领域的地位，蔡司2024年6月18日宣布于新竹科学园区、斥资3亿多元打造的首座台湾创新中心正式落成，第一阶段将引进电子、光学与3D X-ray显微镜的尖端半导体检测分析解决方案，结合人工智能（AI）与独家关联技术，提升检测品质、改善生产效率与良率，这一新设施不仅展示了蔡司对台湾市场的长远承诺，也为半导体产业的未来发展提供了强大的技术支持。