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台積電是它的潛在客戶!鈦昇進軍晶圓高階雷射設備大商機

2020-09-11
作者: 劉志明

▲鈦昇總經理張光明專注在雷射高階設備研發,今年業績終有展獲。(圖/陳俊松攝)

高溫熾熱的7月天,位於高雄燕巢工業區的鈦昇科技嶄新千坪第3廠房正式啟動,總經理張光明內心澎拜,原因是經過20多年的努力,鈦昇科技已經由IC雷射設備廠商,正式邁入晶圓等級設備加工製造廠商,高階先進製程雷射設備量產的能力,也因新廠大幅提升。

耗資數億,無塵、恆溫、恆溼、低震動的新工廠,是晶圓製造等級的規格,也預告鈦昇從電子元件加工機器設備,開始量產晶圓等級的雷射切割與電漿清洗設備,未來可望成為全球前20大半導體先進製程關鍵雷射設備的重要供應商之一。

半導體大廠都要用它的設備

成立於1994年的鈦昇科技,3位創辦人原是從荷蘭飛利浦設備高階經理人,離職後他們共同創立公司,研發雷射打印IC加工機器超過10年,因此也成為該領域的前兩大的設備商,與南韓EO科技廠商分庭抗禮,分食IC雷射打印的設備市場。估計全球有超過1/3 IC晶片上的雷射刻印,都是由鈦昇製造的雷射設備所生產的。

在IC雷射打印市場站穩腳步之後,鈦昇往更高階的晶圓雷射鑽孔、切割與電漿清洗的設備進行開發。雖然擁有技術,但所面對的競爭對手,卻是晶圓切割設備市占率達9成,已經成立80年的日本迪斯科(DISCO)大廠。迪斯科每年營業額超過400億元台幣,這對營業額不到19億元的鈦昇來說,根本是小蝦米對上大鯨魚。

儘管表面上勝算不大,但張光明不服輸地說,日本晶圓切割設備大廠的傳統鑽石刀等設備占營業額9成,雷射切割設備只占1成左右,算是附屬業務;但對鈦昇來說,卻是公司的全部,因此可說是卯足全力,集中研發晶圓級的雷射設備。公司員工250人,超過半數是研發人員,去年公司雖然虧損,但研發經費仍占費用達37%,可見其對研發投入的魄力。經過6年的研發,目前才真正看到商機爆發的曙光。

▲鈦昇設備價格不斐,媲美超跑法拉利,深獲晶圓廠青睞。(圖/陳俊松攝)

蘋果智慧錶少了它很難上市

2015年,蘋果為了開發智慧手錶需要的偵測心跳等功能,將產品設計開始導入系統級封裝(System in a Package,縮寫為SiP)的技術。由於Apple Watch功能複雜,在很小的空間內整合約900個電子零件,包含CPU、記憶體、觸控、電源管理、WiFi、NFC等,用SiP技術整合20多個晶片。為了實現設計,蘋果在全球尋找相關技術,最後在台灣日月光的介紹下,找到位於高雄的鈦昇,經過兩年研究,用雷射切割技術,讓晶片與元件,用先進封裝到印刷電路板上,實現蘋果的SiP創新電子元件的設計,蘋果智慧手錶也因此才順利推出。(延伸閱讀:黃哲斌:VR與AR:蘋果未來生命線

張光明形容當時的心態就是初生之犢不畏虎,只知公司雷射技術設備的製造能力不錯,但沒有與國際大廠合作過,卻大膽接受蘋果的挑戰,經過兩年的開發,投入上億元的人力經費,終於獲得成功。

當時蘋果工程師拿出相關元件的設計藍圖,給鈦昇的工程師看,過程只能在蘋果內部研究,文件不能複印,不能外流。鈦昇工程師只能當場解題,寫下一些設備的關鍵數字,再回公司拆解,之後設計製造出符合蘋果需要的雷射切割設備。這樣討論來來回回不下百次,如果沒有深厚的雷射特性、機械與電控技術整合能力,根本不可能完成任務。

蘋果SiP設計轟動業界,智慧手錶熱賣,鈦昇所製造的雷射切割設備也正式出貨。原本想著公司自此一帆風順,但卻因為SiP製造成本過高,相關設備機台出貨量只有原來設想的1/3而已,讓空有雷射設備技術的鈦昇只能徒呼負負。不過,由於蘋果SiP技術運用到新一代耳機零件製造,未來手機也可能導入,因此今年鈦昇又為了蘋果代工廠商設計有4個雷射切割的設備,產量將比第一款設備效能大增,是蘋果全力進軍SiP零件,導入耳機與手機製造的幕後設備商。

不只受到蘋果的認證,兩年前,全球半導體龍頭廠商英特爾也找上鈦昇。當時英特爾研發一種新的晶片,必須讓矽基板與金屬結合,過去用傳統鑽石刀切割,容易讓晶圓破損,因此特別找到鈦昇設計雷射切割機,在薄如髮絲的晶圓上,用雷射切割出兩奈米的溝槽,未來可以在晶圓上加工,再堆疊金屬等材料,成為3D立體的晶片。鈦昇也經過兩年的研發,量產測試,今年獲得英特爾訂單,預估明年先進設備產量將大幅增加。(延伸閱讀:英特爾委外大單 除了台積電還有誰能接?

一家資本額才8億多元的小公司,雷射切割設備居然通過蘋果與英特爾等國際大廠的考驗,吸引在全球前20大半導體廠中,有近1/3的廠商,開始找鈦昇合作,進軍新開發的異質晶片設計的雷射切割設備。

鈦昇副董事長陳坤山指出,半導體先進製程邁入7奈米與5奈米,持續微縮的難度愈來愈高,為了要跳脫瓶頸,半導體先進技術從過去單層的晶片朝向多層晶片堆疊發展,其中3D晶片設計,將CPU、GPU、記憶體,以及連接介面進行堆疊,效能提升,體積更小,耗電更少,是未來大趨勢。

為了讓晶圓趨向於輕薄化、立體化的異質整合,由於雷射切割技術具有非接觸式加工優勢,可避免材料表面損傷,比傳統晶圓切割用鑽石刀容易破損,有殘屑,需要再清洗,可說更為環保而有效率,因此高階晶圓製造開始導入雷射切割技術的設備,這趨勢讓鈦昇的先進設備的業績,在苦守多年後,終於可以成長。

台積電是它的潛在客戶之一

曾經拜訪鈦昇的永誠投顧資深分析師許豐祿強調,鈦昇科技的雷射切割自動化設備,在3D堆疊以及異質封裝等高階產品需求大增下,將不只通過蘋果與英特爾等認證,未來有很大的機會打入全球晶圓代工龍頭台積電,成為先進製程設備的重要供應商之一。(延伸閱讀:台積電兆元布局!南科崛起 甘蔗田裡的半導體奇蹟

法人指出,鈦昇過去7年有3年虧損,獲利並不穩定,但今年開始改觀,前7月營收年成長兩成,第2季也順利轉虧為盈。下半年在設備出貨旺季下,估計今年業績將大幅成長6成以上,EPS挑戰3元。明年在先進製程雷射切割設備需求更旺,營收會再成長,EPS挑戰4~5元。

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