打造國產半導體設備供應鏈

撰文/唐祖湘

台灣作為全球 LED 與半導體晶片生產重鎮,長期仰賴國外昂貴生產設備,不只讓成本居高不下,技術發展也因此受限。現在這個讓業界困擾已久的痛點,在工研院新創公司,安堉創新科技的創新研發下,可望有所突破。

安堉創新科技團隊

工程系統出身,安堉創新科技總經理傅振昌(前頁中坐者)自美國學成歸國後,就進入新竹科學園區工作,後來到工研院任職,這一待就是 10 多年。在這段時間,他下功夫研究許多工具機與相關設備,發現國內半導體產業產值雖占台灣 GDP 比重高,但無論機組設備或是零組件幾乎都來自國外,很少是由本土自製。

「國外機械工藝技術能量都是累積多年而成,精緻度很難被複製,如果台灣現在沒有投入研發相關技術,未來只會更落後,」身處於強調創新與前瞻研究的工研院,激發傅振昌找出突破點的決心,第一步就從「有機金屬化學氣相沉積設備(MOCVD)磊晶設備」開始著手。

軟硬整合 活化舊有機台

MOCVD 是 LED 與半導體產業最為重要且複雜的製程設備,其中氣體噴灑頭(Showerhead)更是決定 MOCVD 機台生產良率的關鍵零組件,當中就包含精密製造、流體跟氣體研究等尖端技術,而這些技術恰好都是台灣廠商的強項,「既然如此,我們何不朝這個方向試試看?」於是傅振昌便率領團隊,開始投身噴灑頭軟硬整合的技術研究。

經過多年的潛心鑽研,傅振昌與團隊研發出「氣體噴灑模組」,裝入既有的 MOCVD 設備機台進行製程測試,能讓磊晶品質有效提升,關鍵就在於將 2 種氣體噴灑在基板上形成磊晶的方式。傳統噴灑頭是以雙管同時噴出,團隊研發的創新噴灑方式則是利用一個同心圓管,分成內、外雙圈來噴灑,氣體沉積形成的表面分布均勻,讓終端產品的亮度與光譜效果更勝以往。

與之搭配的軟體研究也大有斬獲,原本 MOCVD 設備就像是個黑盒子,磊晶人員將所有材料放進去後,只能等待最後結果出爐,傳統作法就是一直試、一直試,從錯誤的結果中調整溫度、壓力、流量與轉速等各項生產參數,耗費材料與人力不說,往往還要花上 1 到 2 周時間,才能試出「可能是最佳配方」的結果。為了改善尋找最佳配方的效率,傅振昌與團隊開發出「可視化磊晶製程優化軟體」,可實際觀測 MOCVD 腔體內的熱流層與氣流層變化,協助磊晶人員找到最佳化製程參數,就像把「黑盒子變得透明」!不僅製程準確性提高,更將開發時間縮短為 2 小時,這項頂尖技術,讓團隊在 2017 年獲得素有科技界奧斯卡獎之稱的「全球百大科技研發獎(R&D 100 Awards)」的殊榮。

安堉做出第一款消費性產品「UVC LED 行動殺菌模組」,殺菌效果高達 99.9%,搭配專屬 APP,不用送檢驗,就可立即看出使用前後的細菌量

開發 LED 終端產品 用實力說服客戶

「創業本來不在我的人生規劃之中,」傅振昌表示,工研院的工作環境理想,是創新研發者的天堂,但團隊鑽研 MOCVD 研究長達 7、8 年,技術實力頗受肯定,產業也有所需求,若是就此中斷非常可惜,加上這項技術對於台灣未來發展 Micro LED、Mini LED 都相當有利,「如果因為我們的解決方案能讓台灣在 LED 產業再創高峰,就不應該錯過這個機會。」

多方力量促成傅振昌走上創業之路,2018 年 6 月安堉創新科技成立。而自公司成立 1 年來,團隊也持續研發 MOCVD 另一個關鍵零組件-加熱器(Heater),以求精準控制溫度,除了優化製程系統軟體,更加入人工智慧與大數據等技術,並針對材料部分進行研究,研發的腳步從不停歇,就是要讓做出來的磊晶品質更上層樓。

傅振昌進一步表示,現行 MOCVD 設備若老舊只能整台淘汰,但一台往往動輒數千萬元,所費不貲;而安堉的軟硬體整合模組解決方案,較外商品牌設備購置成本節省 10 幾倍,廠商不僅不用花大錢重建生產線,舊有設備也不用束之高閣,直接升級就能製作出 Micro LED 或 Mini LED 等級產品,相當符合經濟效益。

照理來說這樣划算的設備,對國內磊晶廠商而言可說是「大利多」,「起初我們很有信心,覺得研發出來的模組表現好,一定很好賣。」然而在勤跑潛在客戶之後,傅振昌才發現完全不是那麼回事:無論他們再怎麼強調模組功能有好、可以省下多少,廠商還是滿肚子疑問,「對客戶而言,品質穩定設備或零組件才是最重要的,突然要更換新模組,對投資龐大的半導體業來說,風險大到難以承擔。」

「不如我們就做給客戶看,」傅振昌在股東支持下,用自己的解決方案在工研院內打造小型的 FAB 廠,製作出品質優異的 UVC LED 及 Mini LED 晶片,更進一步以 UVC LED 做出第一款消費性產品「UVC LED 行動殺菌模組」。經此模組照射過的物品,紫外光能有效破壞細菌的基因,使其無法複製,殺菌效果高達 99.9%。安堉還開發了專屬 APP,不用送檢驗,可以立即看出使用前後的細菌量,在居家與醫用市場都深具潛力,也讓客戶看見安堉解決方案的優異性能。

企業定位清晰 助本土機械廠升級

從研發人轉換成經理人,傅振昌一路走來可說是披荊斬棘。早在創業之初,他就認定安堉未來是以 LED 與半導體產業為目標市場勇往直前,而自己的角色則聚焦在技術層面,並效法台積電創辦人張忠謀,扮演好專業經理人,誠信地對待投資者與客戶,讓大家都能獲利,也促使整體產業向上提升。

傅振昌表示,創業後接觸到許多本地優秀工具機與機械廠商,這些中小企業的隱形冠軍,均期待有產業升級的機會,如今安堉與這些夥伴合作,除了能協助其切入半導體業設備製造的供應鏈市場,也希望能藉此翻轉半導體業者長期非買外商設備不可的現象。安堉現正積極申請進駐竹科園區,準備打造自己的 Fab 廠來證明實力;技術上則持續與工研院合作,開發 MOCVD 關鍵零組件。

安堉是以 MOCVD 關鍵零組件為技術核心,如果能打進外商設備廠零組件供應鏈,豈不輕鬆許多?傅振昌認為長期來說並不排斥,但這樣做公司成長性有限,他有更遠大的目標:「安堉不光是要跟國外設備商比,更要開發自家 LED 終端產品,進一步行銷全世界。」堅定的眼界,似乎已經預示,一個台灣本土產業的明日之星,正在慢慢崛起。

 

文章轉載自工業技術研究院工業技術與資訊月刊