【中游：製造】
在中游，我們會介紹半導體材料市場與IC的製造
光罩（Mask/ Photomask），是一種將 IC 設計圖轉移到晶圓上的重要工具
是積體電路製造的重點，也是影響良率的重要關鍵之一，因此有公司專門製作與販售光罩
先簡單說明一下光罩在積體電路製作上的用途
我們的目標：把 IC 設計圖縮小並且實作在晶圓上，怎麼做？
這張是沙畫大師莊明達的作品，他是怎麼透過沙子畫出美麗的 101 呢？
沒錯，利用光，以及沙子不透光
光罩本身是由石英（玻璃，透光）以及鉻（金屬，不透光）、塑膠等原料製成
利用電子束將 IC 設計圖「畫」在光罩上，再透過強酸溶解鉻
就可以把設計圖在光罩上「溶」出來，形成透光的部份，就像這幅沙畫
由於電子束的大小只有 1 微米，因此設計圖會被「第一次縮小」在光罩上
下圖是一片光罩，剛才說過他是一片玻璃上面塗有鉻金屬（來源：wiki）
根據經濟部技術處產業評析預測，光罩佔半導體材料市場約 12.8% ( 來源 )，排名第三
台灣經營此項業務的有台灣光罩、台積電、聯電
而全球競爭廠商有 Advance Reproductions, Infinite Graphics, Photronics Inc. 等
其中 Photronics 在合併日商 DNP（大日本印刷） 與翔準之後，台灣市佔率已超過 3 成
而台灣又是全球最大的光罩市場，預計至少持續到 2015 年 （詳情）
估計明年（2016）Photomask 市場會有 3% 的成長（資料來源：SEMI）
IC 製造，將設計實作在晶圓上，製成晶片或記憶體出貨
IC 製造業者購入晶圓、光罩、電晶體、二極體等材料，以及各種製作過程中需要的化學品
目的就是為了將 IC 設計圖，透過光罩縮小到晶圓上，接著利用化學藥劑蝕刻電路
變成一片片的晶片（chip），將晶片與電晶體、二極體組合成各式各樣產品出貨
前面光罩我們提到有所謂的「第一次縮小」，而在 IC 製造過程，還有「第二次縮小」
怎麼做的？小時候玩過凸透鏡嗎？看看下面這張圖，我是不是把萬里長城縮小了呢？
（圖片來源：作者未知，如有侵權來信即徹）
如下圖，事實上平常日常生活用的照相機內就是一個光學系統
將光罩上的設計圖再次縮小到晶圓上的晶片中
就這樣一格一格的映射，晶圓上就會佈滿工程師們的辛苦結晶了
不過這個步驟會反覆很多次，因為線路不只一層，光罩也不是只用一種
所以會不斷反覆進行黃光、薄膜、蝕刻、擴散等等製程好幾次
才能完成晶片的製作，再將晶圓拿去切割成一片片晶片
說到成品「晶片」的處理，這裡要提的是 IC 製造業又可分為
原廠委託製造代工（Original Equipment Manufacturer, OEM）
由客戶提供設計與產品規劃，IC 廠只負責製造
設計代工（Original Design Manufactures, ODM）
客戶僅提出需求，由 IC 廠設計並製造，如台積電
整合元件製造公司 （Integrated Device Manufacturers, IDM）
從需求、設計、製造、封裝、測試，一條龍全包了的 IC 廠，如旺宏
其實這三種概念在其他產業也適用，並非專指半導體業的工廠
接著我們將積體電路產業再分為「晶圓代工」與「記憶體製造」
（記憶體本身就是一片片的晶片組阿 ......）
2014 年 Garner 的研究報告臚列了全球十大 IC 製造廠
嗯 ...... 不愧為台灣的柱子，要是你們都去了大陸我們怎麼辦阿嗚嗚嗚嗚
再來看看記憶體，記憶體產業又可細分為揮發性記憶體DRAM、非揮發性記憶體 NOR / NAND
由於是簡介，我們這裡先不說記憶體產業的愛恨情仇（雖然有點精彩）
我們這裡暫時先認識一下記憶體的市場區隔、台灣公司以及全球相關公司概況即可
揮發性記憶體DRAM : 速度快，但是沒通電記憶就消失，適合運算，例如電與手機 CPU
在手機晶片上 ...... 韓國吃掉全球 77.5% 的市場，還有 2013-2015Q1 的成長幅度
至於台灣主要的廠商是南亞科、華亞科、華邦
順道一提我們的 DRAM 教父高啟全去大陸工作了 ...
而且就在我寫這篇文章的同時，華亞科要被美光買走了 ...
非揮發性記憶體 NOR / NAND : 速度較慢，但是沒通電仍能保存資料 NOR & NAND 是兩種技術規格
NAND 部份，看起來台灣幾乎擠不上邊，韓國三星與日本東芝合計就逼近全球市佔的 70%
但台灣還是有公司在做努力的，分別是力晶、旺宏、華邦、宜揚
NOR Flash 部份，台灣旺宏與華邦在 2014 的市佔雙雙下滑，分列四、五名
2012 年的時候，原本分列第二（華邦市佔13.8%）、三名（旺宏12.1%）
化學品，這裡專指的是電子用化學品
因為其實化學品市場本身就是一個很大的產業
還有很多產品別，例如電子用、塗料、塑料、高分子化學 ......
前面提到過，IC的製程中會用到許多的化學用品
此外，甚至連光罩等材料的保養，都需要用化學品做清潔
因此化學品在積體電路成本也佔有一定比重
針對電子用化學品，國內主要的供應商有
台硝、永光、長興、南亞、塑膠、聯亞氣體等
除非遇到原物料大幅變動或是供應商營運出狀況
不然在本篇中我們仍繼續把焦點放在積體電路上
電晶體（transistor）、二極體（Diode）
積體電路，為什麼被叫作積體？因為是由各種電子元件堆積起來而成
其中扮演主要角色的就是電晶體與二極體，控制電流的開關與放大
有趣的是，世界上第一個電晶體是由著名的貝爾實驗室做出來的
而電晶體的前身：真空管的發明原理，是愛迪生發現的
科學真是環環相扣阿 ... （遠目）
目前的科技已經到了單晶片系統（System on a chip，Soc）
也就是將許多軟硬體功能整合在單張晶片當中
相關廠商有麗正、華昕電、台灣半導體、中美矽晶、漢磊、統懋、強茂
矽晶圓，前面已經說過很多了，我想到這邊不太需要多說明什麼是晶圓
全球市佔率部份如下表
其中台灣的環球晶今年9月才剛申請上櫃
結語：由於半導體製程中有很多材料，無法逐一列舉，只能簡單介紹，重點還是 IC 製造
但是既然是材料，故勢必受到主體，也就是半導體（以及光電/LCD產業）產業景氣的影響
不過化學品產業由於不單是銷售電子化學品，故不可以偏概全
因為年底比較忙一點，這篇從 6 號寫到 15 號凌晨才斷斷續續寫完
才感覺產業瞬息萬變，我還沒寫完華亞科就要被買走了（攤手）
Anyway 下一次會再簡介最後一哩路，半導體的封裝與測試、應用
本著作由Osiris Atom製作，以創用CC 姓名標示-非商業性-相同方式分享 3.0 台灣 授權條款釋出。
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