濾能擁有AMC微污染控制的領先技術, 為半導體及面板產業客戶提供最佳AMC 防治控制方案,透過產品模組化的組合式設計,達成3R的目標

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一片濾網,吃下先進製程5成市占!濾能如何踢走外商,讓晶圓廠「變心」?

先進製程成本居高不下,小廠濾能為何能成為解方,拿下晶圓大廠訂單,還吃下先進製程5成的市占?一片不起眼的濾網,如何改變供應鏈生態?
由黃銘文帶領的經營團隊,推動濾能成為全球性綠色企業

隨著半導體製程不斷演進,7奈米以下晶圓價格水漲船高,為同時延續摩爾定律又符合成本效益,海內外大廠無不想盡辦法解決高昂的成本難題。其中的解方之一,就在桃園楊梅小廠「濾能」的實驗中。

濾能於2014年成立,提供微污染(AMC, Airborne Molecular Contamination)防治服務,透過濾網的材料研發創新,防止空氣中看不見的氣體分子飄落,避免在無塵室內造成污染導致設備耗材的多次更換,或良率低落的晶圓產生。在每步驟都極為精細的先進製程晶圓片的製造過程中,扮演控制成本的關鍵角色。

2021年6月,濾能掛牌上櫃,當時主力產品「抽取式濾網」已拿下國內先進製程的5成市占,更在2022年首度突破10億元營收大關,在成軍短短的9年內繳出亮眼成績。

微污染防治是什麼,為何先進製程一定要做?

創辦人暨董事長黃銘文是中山大學化學碩士,研究所時期即專攻微量儀器分析,研究在空氣中肉眼難辨的氣體分子。畢業後,黃銘文加入台積電分析部門,專門找出空氣中的污染源並加以阻絕,也曾效力於瑞典濾網大廠康法(Camfil),職涯上一路都與微污染防治有關。

自濾能創業初期還窩在小鐵皮裡創業開始,便與黃銘文相識的資誠會計師事務所合夥會計師于智帆形容,黃銘文雖然是白手起家的中小企業老闆,但聊起來相當務實,「也不是那種很悶的工程師。」

問起為何願意離開大企業並投入創業時,黃銘文表示在從業期間,清楚地看到了一條未來道路:「 當製程不斷演進,無塵室對污染防治會更重視,這個市場將來可能會爆發。 」

在黃銘文加入台積電的2000年初期,微污染防治大多著重在曝光機所在的黃光區。曝光機是運用透鏡原理,將電路顯影至晶圓上的重要機台,不過由於光能量非常強,使氣體污染分子的活性也變大,容易沾黏在透鏡(lens)上方,造成曝光效率降低。

由於透鏡一旦吸附過多為污染物導致無法清潔,就必須整組換掉,屆時再換上新的透鏡組加上調機需要約兩至三個月,顯影失敗的晶圓也必須丟棄,影響產能和成本。這也是為何晶圓廠要全力阻擋微污染物的原因。

黃銘文回憶,到了約2006年之後,隨著晶圓製造精細度提升,微污染防護逐步變成全區防治,「後來到後段封裝時候,也必須做微污染防治。」

不過,半導體廠向外商購買濾網行之有年,關鍵技術也都不在國內,這讓黃銘文在創業初期吃盡苦頭。幸好,一通半夜來自晶圓大廠的電話,開啟濾能切入先進製程供應鏈的大門,讓濾能靠著三招翻身,並成功搶下國內知名晶圓廠及美、台系記憶體大廠的訂單。

濾能三招攻破晶圓廠大門,單挑大廠祕技公開

第一招,是抽取式設計的濾網,先破壞再創新。

黃銘文回憶:「2016年某個月黑風高的晚上,晶圓廠突然打給我。」原來,當時值班的工程師發現廠區發生微污染,需要支援。然而當時廠區的濾網是由外商大廠提供,沒有半夜值班人員,就連濾網也是一體成型的模組設計,「那一組大概要25到30公斤,而且一換就會是10到20組。」這對設備工程師來說是不可能單獨完成的任務。

然而,濾能採取的是抽取式設計,單片濾網不到1公斤,更換時只要抽出替換部分即可,就像抽出電腦內顯卡一樣簡單,無需更換整個模組。「晶圓廠當時就看到了我們產品更換容易的好處,而且一個工程師就能扛十片,在高空作業比較安全,傳統的大概一組就軟腳。」黃銘文說。

當中的創新之處在於,「氣密性」是不少濾網開發者相當重視的概念,因此抽取式的設計從根本上來說是種強烈的挑戰,「對設計濾網的人來說,觀念上的變化其實不容易。」國外代工廠甚至一開始就直接他挑明表示:「不可能。」

濾能的作法則是透過材料著手,在符合晶圓廠氣密的標準下,研發出最適合的濾材以達到更好的微污染防治效果,而非以密封為核心。黃銘文分析:「因為我們不是由小做到大的濾網廠,是半路殺進去的廠商,會覺得『 這就簡單啊!』的想法。」

也因為這次的機緣,讓晶圓大廠看見濾能的優點,讓濾能得以大展拳腳。濾能也慢慢站穩腳步,拿下更多來自其他晶圓製造商的訂單。

第二招,則是濾網的彈性配置。

曾有個台系利基型記憶體廠,因為作業員不斷反應無塵室中有異味,廠長因此找上濾能希望解決問題。黃銘文回憶,當時該公司弄了一個小實驗室來做A/B測試,如同電視廣告測試尿布等吸水力般,讓作業員「盲測」濾能及外商大廠濾網的過濾效果。

黃銘文透露,由於大廠濾網已經密封,去除臭味的濾網是放在最上層,無法移動,「我們把過濾味道的濾網放在最下層,很神奇的是雖然還有人抱怨會臭,但已經從例如本來8個人降成4個,我們就因為這樣進去了。」

當中關鍵在於濾能可抽換式的濾網,能隨時依照客戶的需求做變動,加上濾能還免費協助客戶做微污染量測,成功使客戶「變心」,逐步成為該記憶體廠的主要供應商,於該廠占比達八成。

濾能堆疊式化學濾網,以框體可重複使用等特色成為AMC防治解方

第三招,則是濾網的回收再利用。

將用過的濾網再生,是黃銘文在職涯中體悟到的想法。「以前客戶都會跟我抱怨,說濾網用完不知道怎麼處理。」由於一體式濾網還有金屬邊框,客戶必先切割才能回收;濾能的抽取式設計由於僅需更換濾網,不用更換外框,能減少廢棄物產生。

此外,濾能也透過再生的方式,重複使用濾材,減少60%以上廢棄物。而不可再利用的濾材,則再製成燃料棒(RDF,refuse derived fuel)用於生質能發電,燃燒後的底渣還可做成環保高壓磚,達成百分百的零廢經濟。

于智帆分析,濾能這項解決方案在當今ESG(環境保護、社會責任與公司治理)的趨勢下,對大型半導體廠的ESG執行有很大的加分作用。這意味著濾能的差異化作法,不僅增添與外國濾網大廠競爭的優勢,位於台灣的地域性,相較也產生較少的碳足跡。

提升自製率!濾能朝月產10萬片邁進,還要進軍國際

于智帆分析,當前濾網的販售是濾能最主要的收入來源,同時也會競標晶圓大廠的濾網更換工程,掌握第一線的濾網使用狀況,也更了解客戶的需求。「濾能在這塊不見得賺錢,它目的是要讓濾能的人在廠區內,才可以知道客戶的使用狀況,以及需要被解決的問題。」

濾能也正在積極提升國內自製率。于智帆透露:「這塊需求現在需求很大,濾能業績看起來還沒爆發成長,是因為產能還有限制。」

目前濾能月產能約為6萬片,為提升產能,已策略投資做口罩過濾層的工廠,培養本土供應商。同時,濾能也於2021年啟動南科建廠計畫,預計將於今年投產,初期規劃月產5萬片,並逐步擴充到10萬片以上的水準。

展望未來,黃銘文表示,近期將隨著客戶出海設點,「會派業務主管過去。」此外,濾能也計劃要與當地企業進行合作,開拓除台灣以外的市場,抓緊這波綠色商機,持續壯大。