台積電「矽光」晶片技術不能沒有他!立陶宛獨步全球的雷射工業具戰略作用

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在皮秒(pico-second)雷射光譜儀領域,立陶宛佔全球市場的一半。(圖片來源/Mr.TinDC@Flickr)

波羅的海小國立陶宛今年5月毅然退出中國與中東歐國家的「17+1」框架,減少對中國經濟的依賴之後,繼續深化與台灣的外交關係,同意互設代表處。

台灣外長吳釗燮、國發會主委龔明鑫20日率領官員和商界領袖等一團66人,前往中東歐經貿考察,與3國相關部門及產業代表、廠商討論經貿投資商機、產業媒合與對接、供應鏈合作等議題,以期開拓中東歐龐大商機

代表團21到23日訪問斯洛伐克,25日抵達捷克,日便已完成網路安全、太空合作、觸媒技術、綠色能源、智慧機械等5項產研合作諒解備忘錄(MOU)的簽署,26日到29日訪問立陶宛。

立陶宛的雷射技術處於領先地位

《TechTaiwan》網站特別報導,立陶宛是雷射技術的全球領導者之一:在皮秒(pico-second)雷射光譜儀方面,立陶宛佔全球市場的一半。事實上,該國80%的雷射機產品出口到國際市場,外銷金額達2000萬歐元(6.5億元台幣)。

立陶宛的雷射工業始於30年前,最初專注於科學研究。後來在民間企業資金的挹注下,立陶宛強大的雷射基礎科學研究實力最終在工業雷射市場上發光發亮。

立陶宛利用雷射工業的領先地位,發揮戰略作用,因為雷射已成為即將到來的電信和製造革命不可或缺的一部分。巧合的是,立陶宛雷射工業企業還設法積極融入國際雷射應用價值鏈,來促進雷射產品出口。

此前,立陶宛與台灣的貿易往來非常有限,據波羅的海國家外交部表示,2020年,台灣僅佔立陶宛雷射產品出口的1.6%。同時,中國、美國和德國是立陶宛雷射工業的三大市場,分別佔立陶宛出口市場的31.6%、15.8%和12.6%。

然而,台灣與立陶宛之間關係升溫,可能會改變雷射市場動態,尤其是台灣半導體產業積極在光子(photonics,)、衛星和汽車領域尋求發揮更大作用的時候,這些領域都依賴先進的雷射技術。

台積電的矽光技術落後比立陶宛

立陶宛先進的半導體和光子公司Brolis半導體公司創辦人Augustinas Vizbaras評論說,立陶宛內部市場較小,該公司長期以來努力尋找外銷市場,如果立陶宛能夠擴大在台灣的客戶群,將為台灣帶來更多合作機會或全球商機。

Brolis半導體特別體認到,該公司的矽光專業領域有很多合作機會,原因是台灣半導體產業開始專注於設計矽光子,雷射光源與矽基製造工藝的整合已成為主要障礙,因為它們互不相容。

雖然先進的封裝技術可以整合上述元件,但它需要非常精密的程度,台灣尚未達到這種水準。總體而言,目前台灣晶片封裝業對光子專業領域缺乏經驗,其光子封裝業也不熟悉半導體。

在台灣政府的支持下,台科大已在2018年啟動矽光IC項目研發,意在提升台灣的矽光子設計能力,發展核心競爭力,最終目標是建立類似矽光子晶片的完整生態系統,類似台灣目前矽IC的地位。

就連台灣半導體產業的龍頭台積電,也加緊對矽光學的研究。台積電比英特爾有多重優勢,但矽光子不是台積電的強項。

事實上,英特爾被外界視為矽光子的先驅,早在2006年就已經進行試驗。英特爾現任執行長蓋辛格(Pat Gelsinger)在2016年擔任公司副總裁,當時他曾宣布,「今天,光子是一項利基技術。明天,它將成為我們製造每款晶片的主流。」相比之下,台積電在這個領域是後進。

優先合作3D電路

立陶宛頂尖的雷射技術研究所-物理科學與技術中心(FTMC)所屬的雷射科技部(LTS)負責人拉奇凱蒂斯(Gediminas Račiukaitis)也表示有興趣與台灣在雷射微加工技術領域進行合作。Račiukaitis特別指出台灣工研院(ITRI)與LTS在3D電路領域有互補性質。

「我們擁有可應用於介電材料3D電路的技術,包括用於通信的天線。」Račiukaitis表示。具體而言,LTS開發一種新技術,利用雷射修改表面特性,將電子電路直接寫入介電材料(dielectric materials)。

新技術名稱為雷射誘導選擇性表面活化 (SSAIL) ,是可以替代德國 LPKF Laser & Electronics的主流雷射直接成型 (LDS)的更好解決方案。

雖然這兩種方法都用於製造模型互連器件(MID),這是一種在汽車和射頻領域廣泛應用的關鍵小型化技術,但SSAIL被譽為更具成本效益。與LDS不同,SSAIL不使用昂貴的特殊添加劑,因此,SSAIL技術可用於透明聚合物和玻璃。

目前,台灣工研院和立陶宛LTS已經開始初步合作。

為台灣未來產業奠定基礎

總體而言,在中國競爭的情況下,台灣與立陶宛雷射產業合作,恰逢台灣正在積極打造國內雷射產業。2020年,台灣工研院已與德國TRUMPF Group合作成立半導體及電子工業雷射應用服務中心,為台灣半導體產業開發高端雷射光源及設備。與立陶宛的合作,無疑可以加快台灣本土雷射產業的步伐。

除了半導體,雷射技術也可用於台灣新興的汽車和衛星產業。例如,台灣國家太空中心主任吳宗信博士曾表示,雷射解決方案是台灣需要國際合作的領域之一。 Lidaris和Optolita等立陶宛雷射公司都在積極與歐洲太空總署(ESA)合作。台灣與立陶宛攜手合作,不僅能帶動晶片產業向前發展,還能開拓新興的太空市場。

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