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安堉快攻LED設備 優化製程 奪科技大獎

2019-05-18 23:08經濟日報 記者鐘惠玲/台北報導

經濟日報每周日推出「隱形冠軍」系列報導,介紹台灣成功中小企業的發展故事,這些企業大家未必熟悉,但他們正在譜寫一頁傳奇,或許將有機會成為下一個在全球發光發亮的台積電。

安堉總經理傅振昌展示即時微型物理滅菌行動裝置。 記者邱德祥/攝影
安堉總經理傅振昌展示即時微型物理滅菌行動裝置。 記者邱德祥/攝影

安堉創新科技去年才從工研院分割獨立,產品專攻LED產業核心關鍵設備,也就是有機金屬化學氣相沉積(MOCVD)機台中的氣體噴灑模組(Showerhead),而且還搭配自行開發的軟體系統,協助客戶找到製程參數的最佳配方。對於安堉而言,不只希望產品滿足客戶需求,更希望後續獲得原廠青睞,在台灣與合作夥伴共同建立本土供應鏈。

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安堉總經理傅振昌表示,目前產業界對於半導體上下游供應鏈的投資意願很高,但對於上游關鍵設備的投入與關注相對少。在LED生產線中,最重要的設備就是MOCVD,這攸關晶粒的品質,目前主要供應商只有美國、德國的兩家廠商,日本廠商的設備出口更受限制,陸廠近年則是在小尺寸腔體的MOCVD設備方面取得一些成果,台灣相關廠商較少。

傅振昌出身工研院機械所,研究精密機械系統相關題目已有七、八年。他提到,工研院重視基礎工業技術扎根與發展,鼓勵去做大家不敢做的事情,氣體噴灑模組對於MOCVD機台的產出表現很重要,當初評估後認為有能力去做,且MOCVD氣體噴灑頭等相關零組件通常都是由原廠的歐美供應商製作,因此選定MOCVD的氣體噴灑頭研究切入。

傳統加熱上方薄薄的一片陶瓷材料是關係到磊晶設備升級的重要零組件
傳統加熱上方薄薄的一片陶瓷材料是關係到磊晶設備升級的重要零組件

在MOCVD機台出貨時,氣體噴灑模組已經建置在內,傅振昌簡單解釋,家中浴室的蓮蓬頭通常拿來噴水,而MOCVD的噴灑頭則用來噴出氣體,是設備中重要的關鍵零組件。既有設備如果要噴灑兩種氣體,在基板上形成磊晶,是採用雙管同時噴出的方式,但安堉的方案則是兩種氣體利用一個同心圓管,分內外圈來噴灑,混合效果較好,氣體沉積所形成的表面會更為均勻分布。噴灑頭的設計會影響表面的均勻度,進而影響最終產品的品質、亮度或光譜等。

傅振昌舉例,這就好比射箭時要兩箭同時命中靶心,別人的方案是由兩個選手分別但同時射向一個靶,比較容易有錯失。安堉是由同一個選手同時射出兩箭,而且兩支箭在射出去的瞬間就合為一體,命中靶心的機率因此高很多。

傅振昌等人在工研院多年的努力,逐步展現成果,其MOCVD氣體噴灑模組獲得2014年的國家發明獎,後續其CyperEpi可視化設計驗證軟體,更在2017年獲得素有「科技界奧斯卡獎」之稱的R&D 100獎。

即時微型物理滅菌行動裝置
即時微型物理滅菌行動裝置

傅振昌說,他在工研院工作多年,如果不創業,其實可以繼續做到退休,但如此一來,苦心鑽研的技術就無法發揚光大,團隊也沒有更大的舞台可以發揮,甚為可惜,這是促使其從工研院分割獨立安堉的推力。同時,R&D 100獎鼓勵將技術轉化為商品,在技術開發過程中也得到很多外界的回饋,認為這值得投入生產,這則是促成安堉的拉力。

除了氣體噴灑模組等硬體,傅振昌指出,磊晶廠生產晶片所需要設定的參數,包括溫度、壓力、流量與轉速等,高達上百組,要找出「最佳配方」相當不易,這就跟做麵包一樣,從麵團配方、發酵溫溼度到烤溫都得講究,要先找到關鍵參數。

經濟日報提供
經濟日報提供
為了找尋關鍵參數,工研院開發出「可視化磊晶製程優化系統」的軟體,傅振昌說,這就像醫院的核磁共振成像(MRI),可讓製程人員先「看」到MOCVD腔體內的熱流層與氣流層變化,在軟體上先充分了解哪些是最佳製程參數,協助磊晶製程人員縮短產品實機的開發時間。

技術開發成熟之後,也評估國內產業界對MOCVD磊晶設備的氣體噴灑模組優化有迫切需求,可以考慮量產,且還有後續下一世代產品可開發,成立公司自然是適合的選擇。傅振昌說,安堉從工研院取得多項技術專利,該公司董事長李聖文對於工研院的技術能力深深認同,因此挹注資金成立公司,希望因應產業所需,並帶動設備供應鏈加速發展。

眼見LED業界的MOCVD設備長期倚賴國外供應商,傅振昌認為,關鍵零組件掌握在國外廠商手上,不利於產品升級與創新研發,安堉是技術自主,透過軟硬體整合平台,可讓設備廠縮短前期開發下世代關鍵模組的時間與成本。

傅振昌說,安堉提供客製化模組,可供磊晶廠現有不同廠牌的MOCVD機台使用,並整合MOCVD在地化供應鏈,降低製造成本,也能協助磊晶廠升級活化舊機,不用花大錢買新設備。

傅振昌認為,現在是化合物半導體應用起飛的機會到來,如5G通訊、車用電子、光通訊、電源控制、紅外線、健康照護、巨量資料、自駕車、Micro LED、UVC LED等,MOCVD是製作前述應用相關磊晶產品的關鍵設備,安堉基於人工智慧與大數據技術的核心,搭配台灣的硬體強項,未來有機會抓住商機。

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