半導體

攤開台灣最近外交成績,立陶宛肯定是一個好友榜上排行前三名的國家,除了贈送疫苗之外,科技部長吳政忠目前也在立陶宛參訪,強化雙邊科技交流。除了這些外交動態之外,立陶宛在雷射技術上的強項,也將會是接下來台積電發展很重要的一個合作關鍵!

立陶宛為全球雷射技術先驅,台積電半導體光學發展得仰賴它!

立陶宛的雷射技術地位為全球首屈一指,尤其立陶宛的皮秒雷射光譜儀(pico-second laser spectrometers)市占率更是達到全球一半,該國有 80% 的雷射產品都出口至海外,年營業額達 2000 萬歐元。立陶宛雷射技術發展歷史可追溯到 30 年前,最初僅以科學應用為主,不過在私人倡議的幫助下,立陶宛的雷射產業最終在工業市場上站穩了腳跟。

立陶宛在工業雷射的發展上越來越具有戰略地位,因為即將到來的電信和製造業轉型中,雷射扮演的角色越來越不可或缺。巧合的是,立陶宛也希望將其雷射產業整合進國際雷射應用鏈中,來促進其出口值。

此前,立陶宛與台灣的貿易往來相當有限,根據該國外交部聲明,截至 2020 年,台灣僅占立陶宛雷射出口的 1.6%。同时,中國、美國和德國是立陶宛雷射出口的三大主要市場,分别占有其出口市场的 31.6%、15.8% 和 12.6%。

不過,最近台灣和和立陶宛之間的外交關係略有改善,可能也將近一步影響雷射產業。尤其台灣的半導體產業希望在光學、衛星和汽車領域上佔有更大的地位,而這些領域都相當仰賴先進的雷射技術。

台積電正在強化矽光學領域研究,立陶宛可以幫忙

相當有市場份量的立陶宛半導體與光學公司 Brolis Semiconductors 創辦人 Augustinas Vizbaras 表示,立陶宛的內部市場本身很小長期以來促使公司尋找外部市場,如果與台灣的合作能夠擴大立陶宛在台灣的客戶群,或許將帶來更多的全球機會,並受到更多人矚目。

Brolis Semiconductors 更注意到在矽光子(Silicon Photonics)方面的合作機會:台灣半導體產業當下正在力拼矽光晶片的設計,但其中雷射光源與矽基製造工藝的整合與兼容性已成為台灣半導體業邁向矽光的障礙之一,雖然先進的封裝可以實現這種整合,但它要求的精準度是台灣尚不能達到的。

總體而言,台灣目前面臨的困境是,該晶片封裝業對光學沒有經驗,而光學封裝業則對半導體業不了解。

在台灣政府的支持下,台灣科技大學已經在 2018 年啟動了矽光子及積體電路專案計畫,旨在提高台灣的矽光晶片設計能力、發展核心技術,並最終為台灣建立一個矽光晶片的生態系。

即便是台灣半導體行業的先驅台積電,也加強了對矽光技術的研究。儘管台積電與英特爾相比有多種優勢,但矽光技術並不在其中之一,事實上,英特爾被廣泛認為是矽光技術的先驅,早在 2006 年就在進行實驗。

2016 年,英特爾現任執行長季辛格(Pat Gelsinger)是當時的副總裁,他宣稱:「今天光學是一項小眾的技術;明天,他將呈為製造業的主流。」相比之下,台積電仍是這個領域的後輩。

3D電路是台灣與立陶宛合作的重點

立陶宛先進的雷射技術研究所:物理科學與技術中心(FTMC)其下的雷射技術部(LTS)負責人 Gediminas Račiukaitis 也表示有興趣與台灣企業在雷射加工技術上進行合作。Račiukaitis 特别指出台灣工業技術研究院(ITRI)和 LTS 在 3D 電路領域的兼容性。

Račiukaitis 表示:「我們的技術可以應用在介電質材料上的 3D 電路 (3D circuits on dielectric materials),包括用於通訊的天線,具體來說,LTS 已經開發出一種新的方法,通過用雷射使表面材料變質的方式,將電路直接刻在介電質材料上。」

這種新技術被命名為「選擇性表面活化雷射(Selective Surface Activation Induced by Laser, SSAIL),是用來取代當下主流的「雷射直接成型」(Laser Direct Structuring , LDS)技術。雖然這兩種技術都被用來生產塑模互連零件,但這樣的關鍵技術卻在汽車和射頻領域有廣泛的應用。只不過 SSAIL 與 LDS 相比更具有成本效益,因為SSAIL 不使用昂貴的特殊添加劑。同時,該方式亦可用於透明聚合物和玻璃。

目前,工研院和 LTS 已經開始進行初步合作。

為台灣的半導體未來打下基礎

總體而言,台灣與立陶宛在雷射產業上此時的合作,正好也是台灣想要積極發展國內雷射產業的一大助力,況且來自中國雷射產業的競爭也日益加劇。

2020 年,工研院早已和德國 TRUMPF 集團合作建立了一個半導體和電子工業雷射應用服務中心,旨在替台灣半導體行業開發高端雷射和設備,這次和立陶宛的合作,無疑可以加快台灣自己的雷射產業腳步。

除了半導體,雷射技術還可以用在台灣正在萌芽的汽車與衛星產業,台灣太空計畫主任吳宗信曾表示:「雷射解決方案是台灣需要尋求國際合作的領域之一。」立陶宛的雷射公司,如 Lidaris 和Optolita,都正在與歐洲航太局積極合作。或許,和立陶宛一起,台灣不僅能進一步推動晶片業,也能將太空產業推向國際市場。

原文:TechTaiwan

原文作者: Misha Lu/ 編譯:,圖片來源:Pixabay