【我們想讓你知道】

台灣的晶圓代工可以說是享譽全世界，而且在今年疫情的影響下，加上貨運塞港等問題造成晶圓缺貨，更讓全世界意識到晶圓的重要性，而台灣的台積電(2330)更是全世界的晶圓代工龍頭，因此想賺晶圓財，先來認識一下什麼是晶圓吧。

文 / 狄驤

說真的，半導體產業可以說是 21 世紀最重要的產業之一。我們在生活中處處都能見到內含半導體的商品，比如，高鐵、網路、電腦，以及你我人手一支的手機等，都需要半導體。

什麼是半導體？

而且，在半導體產業方面，台灣半導體業產值，在 2019 年時產值已達 2.7 兆台幣，居全球第二名，占台灣 GDP 約 15％，是台灣不可或缺的經濟成長關鍵。

總之，不管你是不是業內人士，或是否要投資，既然生長在半導體大國的台灣，只認識護國神山台積電就太可惜了，你還該認識一下，這個改變人類生活的半導體產業。

但有關半導體產業的內容實在太多，若把全部內容擠在一篇文章，因此，這次就先來簡單科普一下甚麼是「半導體」，以及「半導體材料」，我會用白話的方式，讓大家對半導體材料，以及相關廠商大致上有個概念。首先，甚麼是半導體 ?

常聞「晶圓」又是什麼？

用白話來說，你每天都會用手機或電腦打開 Line、臉書等程式做各種事情，而這些電子產品為了瞬間應對你做出的每個動作，就要靠電子產品中積體電路的「電控開關」來達成邏輯運算。

所謂的「電控開關」顧名思義，就是以電流來控制開關，而人類為了操控電流是否流通，就需要導電或絕緣可以由外頭施加電壓來操控的物質，也就是介於導體和絕緣體之間的半導體。

半導體產業發展至今，我們可以將半導體材料分為三個世代。

第一代半導體是「元素半導體」，例如，鍺(Ge)和大家耳熟能詳的矽(Si)，而所謂的矽其實就是沙子，在地球上隨處可見，是地殼中含量第二多的礦物，代表著矽幾乎是取之不盡用之不竭，這也代表著矽是成本較低廉的材料，且因矽基半導體的技術較成熟，矽被廣泛應用於各種積體電路和器件之中，例如，我們常聽到的 CPU、記憶體等。全球約 90% 的半導體器件都是用矽當基底材料，目前還沒有其他半導體材料可以撼動矽在市場上的地位。

大致認識矽之後，接著帶大家來認識一下矽的最大用途，也就是「矽晶圓」的製造流程。

（請見下圖）

矽晶圓代表公司有哪些？

半導體產業要製造產品，載體必定離不開晶圓(Wafer)，而傳統半導體產業，若想製造出品質高又穩定的好產品，就要用「直拉法」製造出原子排列整齊的「單晶結構」晶圓當基底才行，因為單晶結構相比起多晶結構更加穩定，且更重要的是，導電性也更好。

而所謂的「直拉法」，就是目前大多晶圓廠用來把多晶結構的材料，製造成單晶結構晶棒的技術。

以矽來舉例，先將沙子(二氧化矽)還原成矽，並提純成 99.999999999% 純度的多晶矽後，將多晶矽溶解成液態，再將一根單晶矽棒當做「晶種」深入其中，一邊旋轉一邊向上拉起，就可以讓原本原子排列較雜亂的多晶結構，轉變為排列整齊、穩定可靠的單晶結構，進而製造出一根「單晶矽晶棒」。

當日本信越、嘉晶，以及近期併購世創電子，成為全球第二大晶圓廠的環球晶等晶圓廠商，用「直拉法」技術生產一根「單晶晶棒」後，就會用鑽石切割刀，從「晶棒」切割出晶圓，並透過打磨、拋光，製成拋光晶圓片(Substrate)，接著，晶圓廠就可把晶圓片出貨至台積電、三星、英特爾等積體電路(IC)製造廠商加工，這就是晶圓製造的簡易流程。

矽晶圓代表公司：日本信越、環球晶(6488)、嘉晶(3016)、合晶(6182)、台勝科(3532)。關於第二、三代半導體，以及製造晶圓和廠商的完整內容，有興趣的朋友可點擊下方連結，繼續閱讀完整文章。

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(首圖來源  / 狄驤的資本主義求生筆記)

本文由 狄驤 授權轉載，原文 於此

( 圖：shutterstock / 責任編輯：BELL )

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