相較於電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)因?yàn)橹髁蛻羧詠?lái)自於傳統(tǒng)汽車產(chǎn)業(yè)鏈居多，且非臺(tái)灣中小企業(yè)強(qiáng)項(xiàng)，工具機(jī)廠商多半將市場(chǎng)出海口置於歐洲、中國(guó)大陸、美國(guó)等地，難免鞭長(zhǎng)莫及。反觀當(dāng)前炙手可熱的半導(dǎo)體護(hù)國(guó)神山，則盼立足從兩兆雙星年代奠定的基礎(chǔ)登高望遠(yuǎn)，有機(jī)會(huì)近水樓臺(tái)先得月！

延續(xù)自2018~2020年美中科技戰(zhàn)與COVID-19疫情的濫觴，不料2021年初剛倒數(shù)完不久便傳來(lái)全球車用晶片荒，包含德、美、日系汽車大廠供應(yīng)鏈皆陸續(xù)發(fā)生缺料現(xiàn)象，恐營(yíng)收損失高達(dá)611億美元，不得不讓各國(guó)紛紛向臺(tái)灣施壓?jiǎn)叹A代工產(chǎn)能，也讓素來(lái)有「護(hù)國(guó)神山」美譽(yù)的臺(tái)灣半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)顏面有光。

但下一步該問(wèn)的，也許是臺(tái)積電該如何擠出產(chǎn)能，又不致排擠到其他依先進(jìn)製程生產(chǎn)的高毛利產(chǎn)品進(jìn)度；或避免影響到設(shè)備正常排程的效能、良率，恐導(dǎo)致生產(chǎn)成本恐不降反增？未來(lái)或許該進(jìn)一步向上衍生、打造綿延不絕的「護(hù)國(guó)神山脈」！

根據(jù)經(jīng)濟(jì)部最新統(tǒng)計(jì)，隨著5G、物聯(lián)網(wǎng)及高效能運(yùn)算等新興科技應(yīng)用快速拓展，半導(dǎo)體大廠積極擴(kuò)充產(chǎn)能；加上政府積極推動(dòng)臺(tái)灣半導(dǎo)體設(shè)備及零組件產(chǎn)業(yè)升級(jí)，以及企業(yè)建構(gòu)在地採(cǎi)購(gòu)供應(yīng)鏈吸引國(guó)際大廠投資建廠，帶動(dòng)臺(tái)灣半導(dǎo)體設(shè)備產(chǎn)值自2012年起連續(xù)8年正成長(zhǎng)。並分別於2017年、2019年分別突破500億元和600億元規(guī)模大關(guān)，預(yù)計(jì)2020年全年產(chǎn)值可達(dá)650億元以上，連續(xù)9年創(chuàng)新高。

其中臺(tái)製半導(dǎo)體設(shè)備分為生產(chǎn)、檢測(cè)兩大類，又以生產(chǎn)設(shè)備及關(guān)鍵零組件居多，滿足約占70%內(nèi)需市場(chǎng)，成為貢獻(xiàn)臺(tái)灣半導(dǎo)體設(shè)備產(chǎn)值連年成長(zhǎng)的主要來(lái)源。加上近年來(lái)因生產(chǎn)設(shè)備廠商積極投入研發(fā)製造，陸續(xù)接獲臺(tái)灣龍頭大廠訂單，產(chǎn)值從2012年起連續(xù)8年呈二位數(shù)成長(zhǎng)，占總體產(chǎn)值比重亦逐年攀升，2019年已達(dá)75%；另檢測(cè)設(shè)備及零件內(nèi)外銷市場(chǎng)比重約占各半，隨著臺(tái)灣半導(dǎo)體廠擴(kuò)建產(chǎn)能需求熱絡(luò)，內(nèi)銷比重突破60%。

圖1 : 根據(jù)經(jīng)濟(jì)部最新統(tǒng)計(jì)，臺(tái)灣半導(dǎo)體設(shè)備產(chǎn)值自2012年起連續(xù)8年正成長(zhǎng)，預(yù)計(jì)2020年全年產(chǎn)值可達(dá)650億元以上，連續(xù)9年創(chuàng)新高。（source:經(jīng)濟(jì)部統(tǒng)計(jì)處）

但臺(tái)灣雖然擁有全球最完整的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)聚落及專業(yè)分工，始終位居半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)前一、二名，但主要生產(chǎn)設(shè)備及材料多須仰賴國(guó)外。依國(guó)際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)（SEMI）統(tǒng)計(jì)，截至2020年全球半導(dǎo)體OEM設(shè)備銷售金額將創(chuàng)下689億美元的新紀(jì)錄，較2019年的596億美元成長(zhǎng)16%。預(yù)計(jì)明、後年成長(zhǎng)力道持續(xù)走強(qiáng)，2021年將達(dá)到719億美元、2022年甚至?xí)噬?61億美元，成為半導(dǎo)體設(shè)備產(chǎn)業(yè)搶攻的新市場(chǎng)。

為提高半導(dǎo)體供應(yīng)鏈自給率，政府現(xiàn)也積極推動(dòng)臺(tái)灣成為全球半導(dǎo)體先進(jìn)製程中心，期盼吸引更多國(guó)內(nèi)外設(shè)備及材料大廠來(lái)臺(tái)投資，去年臺(tái)積電資本支出創(chuàng)史上新高約170億美元（新臺(tái)幣5,100億元），其中便有80%用於研發(fā)先進(jìn)製程；加上美光、華邦電、力積電等擴(kuò)大投資總金額已超過(guò)2.7兆元。

同時(shí)厚植臺(tái)灣廠商研發(fā)及技術(shù)量能，落實(shí)供應(yīng)鏈自主，協(xié)助臺(tái)廠開(kāi)發(fā)設(shè)備再導(dǎo)入臺(tái)積電實(shí)測(cè)驗(yàn)證、推動(dòng)關(guān)鍵材料供應(yīng)在地化等，以提升產(chǎn)業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力；同時(shí)避免對(duì)手透過(guò)外商取得半導(dǎo)體業(yè)最佳化參數(shù)，成為臺(tái)灣半導(dǎo)體先進(jìn)製程技術(shù)外流的破口，預(yù)計(jì)2030年產(chǎn)值將從目前2.6兆元增至5兆元。

工具機(jī)群切入半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈　建議由後往前逐夢(mèng)踏實(shí)

現(xiàn)已吸引包含工具機(jī)在內(nèi)的臺(tái)灣智慧機(jī)械產(chǎn)業(yè)聚落積極投入，2020年便有臺(tái)灣機(jī)械工業(yè)同業(yè)公會(huì)（TAMI）、工研院與德國(guó)創(chuàng)浦集團(tuán)正式簽署三方合作意向書(shū)（MOU），將結(jié)合獲ASML在EUV採(cǎi)用的德國(guó)先進(jìn)雷射源核心，搭配大銀微平臺(tái)與工研院的製程光路模組，為臺(tái)灣半導(dǎo)體設(shè)備商提供關(guān)鍵升級(jí)技術(shù)。

臺(tái)灣工具機(jī)暨零組件工業(yè)同業(yè)公會(huì)（TMBA）年底更廣邀4大協(xié)會(huì)：臺(tái)灣智慧自動(dòng)化與機(jī)器人協(xié)會(huì)（TAIROS）、國(guó)際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)（SEMI）、臺(tái)灣電子設(shè)備協(xié)會(huì)（TEEIA）、光電科技工業(yè)協(xié)進(jìn)會(huì)（PIDA），以及4大法人單位：金屬工業(yè)研究發(fā)展中心（MIRDC）、精密機(jī)械研究發(fā)展中心（PMC）、工業(yè)技術(shù)研究院（ITRI）、資策會(huì)（III）共9個(gè)單位簽署《推動(dòng)半導(dǎo)體設(shè)備在地化跨產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟合作備忘錄》，先從半導(dǎo)體周邊自動(dòng)化設(shè)備切入供應(yīng)鏈，再逐步掌握核心環(huán)節(jié)，預(yù)估最快2年內(nèi)可望增加20~30%產(chǎn)值。

據(jù)TMBA透露，目前已接獲6~7家半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)外商表達(dá)有意與工具機(jī)刀具業(yè)者合作，公會(huì)也陸續(xù)提供刀片類：正河源、益詮精密、萬(wàn)事達(dá)切削科技、帝固鑽石及仁武正順車刀；銑刀類：七駿科技、城市精密科技、立新精密刀具、虹鋼富及景明精密各5家廠商，期盼促進(jìn)雙方私下加強(qiáng)多聯(lián)繫。

惟若依上銀集團(tuán)總裁卓永財(cái)分享自身投入半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)近30年經(jīng)驗(yàn)指出，上銀過(guò)去主要供應(yīng)國(guó)際主要半導(dǎo)體設(shè)備的定位系統(tǒng)，但由於半導(dǎo)體設(shè)備精度大都達(dá)到奈米（nm）等級(jí)，定位系統(tǒng)採(cǎi)用的是直接傳動(dòng)的線性馬達(dá)，就連滾珠螺桿都無(wú)用武之地，一般工具機(jī)廠要直接跨入更難，直到他併購(gòu)旗下大銀微系統(tǒng)，才在半導(dǎo)體應(yīng)用比重一舉超過(guò)30%。

所以他認(rèn)為工具機(jī)切入半導(dǎo)體設(shè)備供應(yīng)鏈著實(shí)不易，為免誤導(dǎo)市場(chǎng)而呼籲廠商務(wù)必長(zhǎng)期投資，有步驟逐步踏實(shí)、超前部署，當(dāng)成產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)期經(jīng)營(yíng)指標(biāo)，也許會(huì)等待漫長(zhǎng)的驗(yàn)證時(shí)間，而不能只想著賺「快錢」。卓永財(cái)建議想切入半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的工具機(jī)廠最好先從周邊設(shè)備下手，再逐步轉(zhuǎn)型升級(jí)，切入封裝、測(cè)試等後段製程供應(yīng)鏈。

圖2 : 工具機(jī)要切入半導(dǎo)體設(shè)備供應(yīng)鏈不易，建議想切入半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的廠商最好先從周邊設(shè)備下手，再逐步轉(zhuǎn)型升級(jí)，切入封裝、測(cè)試等後段製程供應(yīng)鏈。（source: kcbsolutions.com）

根據(jù)市調(diào)機(jī)構(gòu)日前發(fā)布今年臺(tái)灣封測(cè)業(yè)產(chǎn)值最新調(diào)查，受到電子供應(yīng)鏈積極拉貨、5G相關(guān)應(yīng)用的電子新品上市帶動(dòng)下，相關(guān)晶片、面板驅(qū)動(dòng)IC、記憶體封測(cè)等需求快速回溫，帶動(dòng)臺(tái)灣封測(cè)業(yè)產(chǎn)值重回成長(zhǎng)軌道。

日月光、力成、京元電、頎邦、南茂等臺(tái)灣主要封測(cè)大廠皆決定將調(diào)漲封測(cè)報(bào)價(jià)5~10%不等，促使業(yè)者持續(xù)擴(kuò)產(chǎn)，供給缺口達(dá)30~40%的打線封裝機(jī)臺(tái)更是擴(kuò)充重心，業(yè)者形容這是封測(cè)業(yè)15年來(lái)罕見(jiàn)榮景，預(yù)估今年產(chǎn)值將從185億美元，衝高至200億美元新猶，年增近10%。

工具機(jī)挾軟實(shí)力加值　打通半導(dǎo)體製程最佳化環(huán)節(jié)

另有其他整機(jī)會(huì)員廠商的產(chǎn)品也開(kāi)始被引進(jìn)加工半導(dǎo)體設(shè)備的關(guān)鍵零組件，包含百德機(jī)械董事長(zhǎng)謝瑞木指出，該公司近年來(lái)便透過(guò)旗下Winbro集團(tuán)成功切入美系半導(dǎo)體設(shè)備龍頭廠供應(yīng)鏈，係利用Winbro過(guò)去主要用於加工能源或航太產(chǎn)業(yè)燃?xì)鉁u輪引擎熱鍛零組件冷卻孔的機(jī)械設(shè)備，改為鑽削加工半導(dǎo)體前段晶圓製程的斜孔、硬脆材料。百德再將臺(tái)灣生產(chǎn)的放電加工機(jī)後運(yùn)送到英國(guó)廠，組裝雷射與電腦控制系統(tǒng)出貨後，每部機(jī)器單價(jià)可上看100萬(wàn)美元，由於進(jìn)入門檻高，目前市場(chǎng)尚無(wú)其他競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。

值得一提的是，即使是半導(dǎo)體先進(jìn)製程產(chǎn)生的晶片，也須安裝在IC載板上才能使用，為因應(yīng)高階產(chǎn)品的強(qiáng)勁需求，印刷電路板（PCB）機(jī)械/雷射鑽孔加工機(jī)也是臺(tái)灣傳統(tǒng)工具機(jī)產(chǎn)業(yè)的強(qiáng)項(xiàng)，包括東臺(tái)、友嘉、臺(tái)灣瀧擇科技都已提早布局。

根據(jù)經(jīng)濟(jì)部公布最新產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)顯示，PCB產(chǎn)業(yè)今年受惠伺服器、網(wǎng)通設(shè)備廠商持續(xù)回臺(tái)投資擴(kuò)增產(chǎn)線，以及疫情推升遠(yuǎn)端應(yīng)用產(chǎn)品接單活絡(luò)、電信業(yè)者5G基礎(chǔ)建設(shè)加速布建，催生另一波需求動(dòng)能下，2020年產(chǎn)值將可望突破3,000億元，回到金融海嘯前的水準(zhǔn)。

其中IC載板為推升成長(zhǎng)的主要?jiǎng)幽埽操|(zhì)及軟板等主要產(chǎn)品因受惠5G、人工智慧等新興科技應(yīng)用擴(kuò)展，帶動(dòng)資訊、通訊等消費(fèi)性電子產(chǎn)品需求增加；以及高階運(yùn)算晶片與高速記憶體需求暢旺，使之產(chǎn)值達(dá)711億元(占31.3%)，年增25.6%的增幅最大，二項(xiàng)產(chǎn)品合占印刷電路板業(yè)約80%。今年還有歐美汽車大廠搶購(gòu)車用晶片的利多因素，展開(kāi)報(bào)復(fù)性拉貨與備貨之下，單一車用電子占比較去年同期雙位數(shù)提升，包含車用HDI（高密度連接板）與汽車用PCB等關(guān)鍵零組件需求，也將水漲船高。

圖3 : 即使是半導(dǎo)體先進(jìn)製程產(chǎn)生的晶片，也須安裝在IC載板上才能使用，PCB機(jī)械/雷射鑽孔加工機(jī)也是臺(tái)灣傳統(tǒng)工具機(jī)產(chǎn)業(yè)的強(qiáng)項(xiàng)，包括東臺(tái)、友嘉、臺(tái)灣瀧擇科技都已提早布局。（source:東臺(tái)集團(tuán)）

專業(yè)CAD/CAM軟體系統(tǒng)開(kāi)發(fā)商達(dá)康科技（DARCAM），則除了既有高速、二～五軸、車銑複合、放電及線切割CNC加工機(jī)專業(yè)CAM軟體，並透過(guò)Autodesk Fusion 360雲(yún)平臺(tái)提供即時(shí)、高效率的技術(shù)服務(wù)。近期還大力推廣該公司開(kāi)發(fā)的機(jī)上智慧量測(cè)補(bǔ)償、工業(yè)機(jī)器人離線編程、數(shù)位銲接、雷射切割、積＋減法加工應(yīng)用、機(jī)臺(tái)製造資訊即時(shí)化等客製化外掛程式，可望協(xié)助工具機(jī)廠商打通與半導(dǎo)體設(shè)備效能、加工製程最佳化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)！

面對(duì)現(xiàn)今PCB軟板加工趨勢(shì)，傳統(tǒng)由日本、中國(guó)大陸客戶提供加工路徑，再交由臺(tái)廠代工的模式已遭遇因PCB專用CAM軟體越來(lái)越老舊又不易更新升級(jí)，導(dǎo)致運(yùn)算速度過(guò)慢，無(wú)法自主達(dá)成製程最佳化的痛點(diǎn)。

達(dá)康科技也特地為此開(kāi)發(fā)外掛程式，當(dāng)客戶釋出加工路徑分析或控制器程式碼時(shí)NC-code，即可透過(guò)PowerMILL（二～五軸銑車加工）、FeatureCAM（自動(dòng)特徵辨識(shí)）系統(tǒng)軟體，協(xié)助臺(tái)灣代工廠將PCB鑽孔順序最佳化並完成測(cè)試，將能縮短4~5%，甚至是8%加工時(shí)間，待大規(guī)模量產(chǎn)後成效驚人。

還能搭配Fusion 360平臺(tái)的PCB layout功能，未來(lái)隨著Fusion 360將逐步走向雲(yún)端，加強(qiáng)協(xié)同操作，只要透過(guò)其中AnyCAD功能即可接受、讀取所有品牌CAD圖檔，即使前端CAD軟體設(shè)變也不必再重編加工路徑，而會(huì)主動(dòng)重新計(jì)算修改。

以及因應(yīng)加工LED封裝模具時(shí)的路徑，雖然比起用一般CAM系統(tǒng)軟體規(guī)劃路徑簡(jiǎn)單卻麻煩，達(dá)康科技也提供PowerMILL外掛程式，以協(xié)助客戶自動(dòng)快速產(chǎn)生路徑、線段來(lái)銜接加工位置，估計(jì)可縮短40%編程時(shí)間。甚至已與國(guó)內(nèi)外刀具、刀把品牌製造或貿(mào)易廠商合作建立資料庫(kù)，並納入PowerMILL加工鑄鐵、鋼、鋁、銅等不同參數(shù)參數(shù)供初學(xué)者快速套用，或在完成運(yùn)算路徑後判斷是否干涉路徑

最新發(fā)表「智慧機(jī)上量測(cè)加工補(bǔ)償」功能程式，則能進(jìn)一步改良PowerINSPECT線上量測(cè)功能，不必人工介入，即可在加工前先利用各式測(cè)頭定義量測(cè)、加工座標(biāo)，以便運(yùn)算，補(bǔ)償3D加工座標(biāo)角度偏斜、中心位移等問(wèn)題，再回到不同品牌的CNC控制器內(nèi)修正或旋轉(zhuǎn)。等到完成規(guī)劃加工路徑之後，可搭配Fusion 360檢測(cè)如圓、凸島、孔等不同特徵，考慮是否須叫回程式，自動(dòng)回修補(bǔ)償加工路徑和刀具磨耗造成的誤差。

圖4 : 達(dá)康科技最新發(fā)表「智慧機(jī)上量測(cè)加工補(bǔ)償」功能程式，則可在加工前先定義量測(cè)、加工座標(biāo)，以便於運(yùn)算，補(bǔ)償3D加工座標(biāo)角度偏斜、中心位移等問(wèn)題，自動(dòng)回修補(bǔ)償誤差。（source:達(dá)康科技）

未來(lái)還能藉此克服以往如加工複合材料過(guò)程，必須耗時(shí)循邊去除；以及一旦鑄/鍛造件經(jīng)過(guò)熱處理後，造成變形或孔位偏移、毀損模具焊補(bǔ)；甚至是不同量產(chǎn)的工件、夾治具，或經(jīng)RT夾持工件，都會(huì)造成難以定義加工座標(biāo)的問(wèn)題，未來(lái)都可利用PowerINSPECT系統(tǒng)自動(dòng)補(bǔ)償。

此外，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)前段晶圓擴(kuò)散製程的石英加工應(yīng)用，主要用來(lái)承載晶圓，產(chǎn)生高溫反應(yīng)、氣體輸入等用途。由於須採(cǎi)取特殊加工路徑，達(dá)康科技還為此特別加入外掛程式；以及因?yàn)镮C導(dǎo)線架可用刀徑極小D=0.3mm、硬度HRC 60又高，若依客戶原有CAM軟體運(yùn)算7天僅完成26%，幾乎無(wú)法完成。待改用了達(dá)康科技PowerMILL軟體，再搭配Vortex高效率旋風(fēng)擺線加工之後，僅花費(fèi)了19mins運(yùn)算時(shí)間。

半導(dǎo)體機(jī)加工業(yè)者建言　工具機(jī)產(chǎn)業(yè)還應(yīng)落實(shí)理念互通

然而，由於半導(dǎo)體業(yè)要求快速生產(chǎn)少量多樣產(chǎn)品，每年都會(huì)有客戶500~1,000件新品須經(jīng)過(guò)開(kāi)發(fā)評(píng)估，所以為了促進(jìn)加工業(yè)提高量產(chǎn)速度、開(kāi)發(fā)效率就變得很重要，可能每次生產(chǎn)10~20件就要換線；且為了避免工法生變，一旦設(shè)備、環(huán)境改變就可能須要重新認(rèn)證，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的機(jī)加工廠商現(xiàn)也期盼能引進(jìn)五軸、複合工具機(jī)，來(lái)降低搬運(yùn)工件次數(shù)、誤差風(fēng)險(xiǎn)，滿足客戶對(duì)於省時(shí)、高效率的需求，期許能讓工件一上機(jī)就直到加工完成、品檢、出貨。

業(yè)者也認(rèn)同，目前半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)前段製程已幾乎不可能有新供應(yīng)商可介入空間，後段封測(cè)設(shè)備機(jī)會(huì)相對(duì)較大，惟半導(dǎo)體設(shè)備業(yè)者尋求供應(yīng)鏈廠商首要有半導(dǎo)體領(lǐng)域知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)，否則寧願(yuàn)找上大陸、東南亞等人力成本更便宜地區(qū)加工；何況是利潤(rùn)高，也更複雜的表面陽(yáng)極處理，不容每日色差標(biāo)準(zhǔn)不一，還須要用化學(xué)藥劑徹底清潔表面才能交貨。

另隨著現(xiàn)今加工材料越來(lái)越多樣，有別於以往客戶毛利不過(guò)18%，為了怕影響管控工廠成本，只能要求刀具cost down。當(dāng)接單的價(jià)值越來(lái)越高，就越不敢採(cǎi)用廉價(jià)刀具，以免產(chǎn)生NG不良品。與臺(tái)製工具機(jī)製造廠商的觀念最大差異，在於半導(dǎo)體設(shè)備主攻多樣少量開(kāi)發(fā)應(yīng)用市場(chǎng)，無(wú)法比照大批量加工產(chǎn)品的固定模式思考，還不如選購(gòu)較貴的國(guó)外品牌，較能及時(shí)滿足需求。

**刊頭圖（source: elmomc.com）