生成式AI對運算能力與電力的飢渴,為半導體業界帶來巨大壓力。要進一步提升晶片效能並降低功耗,先進封裝與先進製程技術缺一不可。為推動電晶體進一步微縮,半導體業界需要創新的材料,而且這些新材料還必須能降低半導體製程對環境的衝擊,協助半導體製造商達成法規與客戶要求的永續目標。電子材料與特殊氣體大廠默克(Merck),就特別選在SEMICON Taiwan期間,與業界分享其半導體化學品在環境永續方面的新進展。
默克電子科技事業體全球薄膜科技事業執行副總裁冉紓睿(Surésh Rajaraman)指出,AI的發展不斷突破半導體技術的界限,而先進材料對於塑造半導體產業未來方面扮演著至關重要的角色。做為研發創新材料且能擴大其商業規模的專家,默克致力於維持自身的技術領先地位,從原子層面推動先進技術的創新,積極開發新材料,不僅滿足客戶多元化的應用需求,亦促使整體產業向前大步邁進。
事實上,為了推動半導體技術進步,默克的研發團隊已經快要窮盡整張元素週期表。除了放射性元素、鹼金族與少數幾種金屬外,都是默克半導體材料研發團隊的研究對象。
除了積極研發能滿足未來製程需求的新材料,默克也在持續尋找能降低半導體製程環境衝擊的替代配方。因為每家半導體企業與默克本身,都有落實環境永續的責任。舉例來說,禁用PFAS就是一個無法抵擋的趨勢,因為PFAS是一種極為穩定的環境賀爾蒙,會對生態造成長期且巨大的破壞。但又因為這種物質非常穩定,所以很多工業製程都難以完全擺脫PFAS。
半導體微影製程就是其中之一。在現有的微影製程中,會用到許多種含有PFAS的藥劑,例如鍍膜用的表面活性劑、清洗劑與光阻劑(PAG)、頂部抗反射鍍膜(TARC)材料。現在默克已經可以提供不含PFAS的表面活性劑與清洗劑給客戶,並且在無PFAS光阻劑、抗反射鍍膜材料的研發上取得重要進展。不過,冉紓睿也提醒,半導體製造業其實是一個非常保守的產業,任何新材料或替代材料的導入,都需要經過長時間反覆測試與驗證。因此,讓半導體產業更加環境友善,會是一個長期目標。
至於在對抗溫室效應方面,默克則正在研發新一代低暖化潛勢(GWP)的蝕刻氣體。且為了加速找到適合的配方,默克的研發團隊已經導入AI,甚至最熱門的生成式AI,也是默克的研發工具之一。
除了研發新材料,供應鏈在地化也是降低半導體環境衝擊的重要手段。台灣默克集團董事長李俊隆指出,該集團在高雄路竹科學園區的廠房,除了已經啟用的一期廠區外,後續廠房正在按預定計畫興建中。目前默克為台灣半導體客戶供應的半導體材料、氣體與相關設備中,已經有超過50%是在地生產。這不僅強化了台灣半導體供應鏈的韌性,同時省下不少因運輸而產生的碳足跡。舉例來說,在高雄一廠啟用後,每年就可帶來減少1578噸二氧化碳排放的效益。
李俊隆總結稱,2024年正值默克在台灣營運的35周年,我們長期投入多元領域的創新研發,為客戶提供專業的產品與服務,與客戶共同成長茁壯。為了更好地支持AI的飛速發展與各大廠在台投資的計劃,默克持續強化在台灣的研發與製造能力,並積極布局數位及永續轉型,提升在地供應鏈的韌性,以作為台灣半導體產業的最佳夥伴與技術後盾。