【台積電守護神飆漲的秘密】
2021/2/21(日)
大家好，我是LEO
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■ 市場還不熟悉它
意德士(7556)，真正跟台積電直接相關的半導體供應商，主要客戶是台積電、聯電、世界先進等晶圓代工客戶，在股票市場是新兵2020年10月才剛掛牌，認識它的投資人很少，許多投資分類，例如EUV概念股、ASML概念股、台積電設備概念股…媒體新聞都很少報導，更何況一般投資人不熟悉，但是它是半導體界的老兵，寶劍磨了 20幾年準備大展身手，早在1999年公司成立至今21年，它的產品比任何一家半導體設備公司都更重要，直接接觸矽晶圓，直接影響台積電先進製程良率，7奈米以下尤其關鍵，加上背後有掌握關鍵原料的國際大廠全力支持，它才是真正的「台積電守護神」。
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■ 關鍵產品
為什麼 LEO稱意德士為台積電守護神，首先要了解它的產品「真空吸盤」用在哪裡？那就必須先講ASML艾斯摩爾，這家荷蘭廠商，主要生產EUV光刻機，其中最特別的是EUV極紫外光刻機，是目前全球唯一能夠生產製造的廠商，是半導體業者進入7奈米以下製程必備的機台，一台動輒 30幾億台幣，2019年ASML出貨26台，估計台積電買走 20台，因為台積電率先採用它的設備，並且克服「良率與防塵」問題，成就晶圓代工技術的世界霸主代位，狠狠的將對手英特爾、三星甩在後頭，未來 3到5年內無人能敵。
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但是，你們有思考過這個問題？為什麼台積電、英特爾、三星在拚先進製程都買ASML的EUV極紫外光刻機，為什麼只有台積電成功搶下第一名寶座，因為「意德士」扮演了關鍵角色，大家要了解EUV極紫外光刻機就是用軍用等級的極紫外光，光線的波長僅13.5奈米，透過光罩把電路圖雕刻在晶圓上，因為波長越短，線越細，才能讓晶圓製程持續突破摩爾定律往5奈米、3奈米、甚至1奈米前進。
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不過，當台積電在2009年使用EUV光刻機過程中，發現不夠精準會影響良率，當時的全球最強的3家廠商，ASML、Nikon、Canon都無法解決問題，因為光刻機必須把光源精準打在愈來愈小的線徑，光打出來很準，但是經過一定距離會出現角度偏移，當台積電要進入更小的奈米製程，沒有辦法讓所有的線路都很清楚，這時候就找上「意德士」利用大數據回歸模擬演算法，調整真空吸盤的平面曲度，讓所有晶圓在一次曝光中良率可以達到完美狀態。
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■ 讓台積電嚇一跳
意德士花了7年研究，不斷送樣本去測試，累積上百萬筆數據，計算預測客戶設備可能的良率分布圖，當台積電看到預測數據時也嚇一跳，後來召開技術委員會討論後就決定跟意德士合作，一路從10奈米到3奈米持續合作，成為值得信賴的夥伴。
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■ 意德士背後強大的靠山
意德士原本代理銷售薄膜製程使用的靜電吸盤，後來跟日本原廠NTK集團合資設立誼特科技，意德士持股49%，在台灣生產靜電吸盤及陶瓷加熱器、高密度電漿熔射設備，再銷往美國半導體設備大廠。
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真空吸盤設備上，意德士是設計後委託日本NKT代工，再出貨給晶圓代工客戶，未來售後維修也在意德士，至於在蝕刻製程用到的靜電吸盤，則是日本夥伴NKT委託誼特生產出貨，意德士負責售後維修，設備機台過保固期後，產生的售後維修商機未來五年仍將持續成長。
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另一半導體關鍵主力商品，全氟密封環（FFKM Oring），氟化物是戰略性物質掌握在全球少數國家，2019年當日韓掀起科技大戰，日本針對出口給南韓的氟化物加強審查，南韓急跳腳，它是半導體、智慧手機、顯示器等高科技產品中不可或缺的原料，而日本在全球的氟聚酰亞胺和光阻劑市占率達九成以上，氟化氫的市占率逾七成。
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意德士原本代理銷售日本大金DUPRA全氟密封材，這是用在半導體前段設備，薄膜製程中的金屬腔體裡，因為設備需要保持真空狀態，所以全氟密封環需要耐高腐蝕電漿材料、耐臭氧電漿材料，後來在2002年政府推動「兩兆雙星」計畫，支持台積電等大型半導體業者推動零組件供應本土化，意德士成立子公司大鐿科技，由日本大金支持提供氟原料，讓意德士旗下大鐿科技自行生產，全氟材料應用範圍很廣，最近新廠落成規模是舊廠2.5倍大，預計最快3年內就能滿載。
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■ 未來龐大的商機
無論是台積電、三星、英特爾、中國都傾全力發展半導體產業，過年封關前歐美正為了車用晶片缺貨大傷腦筋，甚至找上台灣政府希望拜託台積電生產車用晶片解決燃眉之急，當時股民當家團隊嗅到商機，歐美勢必沒想過其產業經濟命脈，會被亞洲小國掐住脖子，偏偏台灣又籠罩在中國的文攻武嚇之下，萬一台灣怎麼了，全世界恐將發生大震盪。
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果然台灣過年期間傳出，歐美等半導體業者上書政府要求支持半導體自主化，拜登也答應全力支持，這對設備業者來說，絕對是一大利多，更遑論當電子產品越做越小，奈米數越來越低，EUV極子外光刻機使用量越來越多，各國資本資出越來越大，用來固定晶圓的真空吸盤，與保持設備真空密封狀態的全氟密封環，用量只會越來越大，重點是能夠提供這樣產品的廠商，屈指可數，在台灣只有「意德士」，台積電沒它還真的不行，LEO稱之為台積電守護神實至名歸，至於未來會漲到哪裡？2020年毛利率已經超過 40%，就看市場有沒有眼光，預見未來下一座護國神山。
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為何我以前說過，我相信科學，但不相信科學家？

這個喔，嗯嗯...
我不知道在座多少人是這樣學的，至少在我念大學的時候，物理系教的第一個概念，叫做：

「邊界條件(boundary condition)」

重點不在於怎麼設定，也不是怎樣靠這個計算，而是「你有沒有認知到設下的條件，到底對結果產生何種影響，跟現實差異多少？」

理工科的朋友可能覺得這是廢話，我們怎麼可能不知道，但請恕小弟直言，真的絕大多數的人都「不。知。道」

我在中研院時做過一個系列的研究，內容是半導體相關的光、電與磁與表面性質，延續國外某個國際知名研究單位，據說對未來半導體、記憶體等等都有重大影響。有常看我講的應該知道，這個研究在10多年後，差不多2010年被同各研究單位，重量級大老發的論文判死刑，認為實驗雖然都正確，但方向可能錯誤。

嗯，醫龍裡面第一集的經典台詞「手術很成功，但患者死亡」

唉，其實我做這研究的第一年就知道，這整個系列都有問題了，只是別說老闆很難接受，所長他們也很難接受，美國跟印度等來的合作朋友也很難接受，我自己也是。所以最後傾向「這個年輕小鬼一定哪邊做錯了」，所以我也算了。

好了，公布答案，哪邊有問題？

「溫度」

我看過外國的實驗儀器，裝在真空腔體內的溫度計，是固定式的。而敝單位設備老舊，自己都要去車铣工件安裝，溫度計(Thermocouple)是很克難的懸掛在空中。任何人看了都會覺得是我做錯，我一開始也這麼認為。

但很早就發現，因為設備不好，每次都會碰到溫度計的位置，為了調整煞費苦心。累積大量資料的結果，統整出一個很奇怪但合乎邏輯的結論，那就是根據溫度計位置不同，整套實驗結果也不同(廢話)，但某個錯誤的條件可以跟所有國外知名研究機關的論文結果符合。

蛤(*´・д・)?

總之，一不做二不休，把溫度計的位置全部調整固定做不同條件三次，結果發現依照各國研究的條件設定，死都做不出來，而做得出來的條件，與他們所說的差異甚大。

溫度差100度!

夭壽，假設這是高溫超導體實驗，差100會是多大，同業各位自己可以明白。

總之，我弄了很久後確定，其他國家的實驗室，因為設備齊全，固定所有參數，所以反倒漏了一點。就是基板的stage材料，跟加熱裝置與溫度計的差異。因為在真空環境下，溫度計升溫最大因素是熱輻射，使用加熱絲跟燈泡是不同的，而stage雖然都是不鏽鋼，卻有厚度之差。

也就是若我依照距離做梯度出來，光是stage差幾mm厚，燈泡放的近或遠，有沒有熱絲輔助，Thermocouple放哪，結果就完全不同。你說這廢話，看也知道？拜託，那是人家講了，所以你覺得這看也知道，沒做這實驗前看看，最好你知道差十萬八千里，每個做實驗的都會認為自己條件控制的很好。

這叫做後設認知，後來去教書後最常碰的理論，物理界很少人認真的去審視，往往因為固定的機器跟參數不變，就覺得結果應該也會不變，而當每次實驗結果出來「在預想範圍內」，就認為這不會有問題。

問題可大了，代表美國那家頂尖研究室，他們機器的裝設法，會讓Thermocouple測到的，跟你基板溫度差100度。原本認為製造出接近室溫可實用的材料，得在零下100度才有用，這是電影明天過後嗎？

好了，每個學長跟老師都會說，那一定是你哪邊沒做對。好啦，老師們，我早沒打算在學術界發論文當教授啦，直說好了。所有的條件我都調過，我一個人的實驗總數據比隔壁的整間還要多，熬夜不知多少次還被罵要注意身體，唯一可以做出跟國外實驗室相同成果的，只有「低溫」。

意即，根本沒有奈米性質出現，全部都是bulk的特性，而為了要驗證，我還額外做一系列，用單層、多層，厚度不同幾十個，去確認奈米性質的邊界在哪，結果出來的結果，只證明出這整套系列的數據，都不是奈米性質，全部都是塊材的低溫特性。

好了，我要講什麼？

這裡面出現了3個值得我們去想的東西
第一個叫做權威，當著作等身的專家，享譽國內外的研究單位做了個實驗，其他跟從的實驗室，顯然不敢挑戰，我還看到印度等較後進國家，發過點數很低的論文，說這實驗可能有問題，但更可能是自己哪邊弄錯了。

第二個是從眾，那麼多人都有相同的結果，就你不同，應該是你不對吧？啊就邊界條件不對啊，你們沒有用紅外線檢查，我有。然後有人理我嗎？所長跟指導教授都覺得，應該還是你哪邊弄錯了。XD

第三個是忽略基礎證據，其實指出有室溫材料可能的那篇論文，拿去跟塊材性質對照，曲線幾乎是一模一樣，只是scale差100倍。那麼我們應該第一個檢視的，是這個真的有奈米特性嗎？沒看到重要期刊刊登過類似論文。

我私下也有發信去問過作相同研究的國外實驗室，還真的沒人想過這個問題，因為越有錢的單位，都是買整套機器，由專人校正過，像我這種從頭到尾都要自己校正的很少，多半都是所謂的後進國家。有做的都覺得很怪，但一樣不敢質疑權威，畢竟你要拿論文畢業，走學術界路線，怎麼能初出茅廬就跟像是貝爾實驗室這種巨獸對幹？

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如果連算最嚴謹之一的物理學界，研究都會有這種狀況，你怎麼能相信那些科學家說的科學，能百分百屏除所有疑慮？像是近年常見，邊界超大的暖化、全球氣候、環境等等研究，就我的標準來看，根本問題重重。但你一質疑，就會出現諸多的專業與否批評，因為你不是這行的。

更好笑的，質疑你越大聲的，九成以上都不是科學家。

我的經驗，在台灣跟學經歷比較有關，越是念頂大出身的，就越有這種「論文跟書本證據、國外知名研究單位說的，應該會比你現場作的正確」，的這種說法。在中研院我就遇過，台大來的暑期大學專題生，根本看你不起，死都不想動手，只想用理論描繪世界。要不是我們是學長，已經用鼻孔看人了。

科學界講究一致性，但這也很容易誤導你，因為當過去若是錯的，就會一直錯下去，很難被糾正。即便事後找到錯誤，也不會承認，而是用許多說詞，堆砌出一套完美的修正路線。

如果連科學界都這樣，你跟我說更複雜的人類社會，僅需要少量的社會研究，跟沒有實務經驗的純理論，就可以描繪一個天堂：

「其他人都要聽我們這些專家的意見改政策」

我當然覺得你在鬼扯啊!

我後來在教育界遇過很多學生，行為表現都是後設領域的東西，更多的狀況是，自己腦補跟修正記憶，美化經驗中的行為。而老師要怎樣搞定學生？

以彼之矛，攻彼之盾

你也後設回去，誘導他們的思維，控制他們的行動，在老師的權威下，多半學生都會聽。然後，你就會發現，所謂的開放學生自由自在學習，更多時候只是一種，方便給你洗腦的手段。

真正的自由學習存在？還是，這只是邊界條件設立下的假象？你真的認為你看到的是真實？一切都只是一個虛擬實境下的遊戲？

我真的懷疑，那些天天發表教育高見的專家，真正的想法只是希望，學生腦袋可以空出來，讓他們有充足的時間塞自己的思想，成就他自己的功名，達成他想要的社會。

因為，就我們這種死硬保守派理工人來看，有些工作的技能就是不能少，你沒有基礎訓練，學習不夠扎實，就是不會。人類不是可以替換的螺絲，每個長的都一樣，沒有教跟帶，知識經驗中核心的眉眉角角就是不會。

不會就是不會，跟數學一樣。

【🔥 #空氣清淨機二三事系列02】弄懂四大工作原理，買對你家適合的清淨機種！ ＃文長 ＃但關乎健康

接續 #01【👧🏻80公分以下嬰幼兒，生活在家中最髒空氣裡？！】一文後 ，今天根據空氣清淨機的「設計目的」來談「工作原理」，枯燥卻對家人健康至關重要，我們也花了許多時間瞭解彙整，因為若需求與工作原理不能匹配，那錢肯定是白花的了！

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舉例來說，有些家長，希望用空氣清淨機來改善家中小孩上呼吸道過敏的現象。然而，日常室內生活環境會造成噴涕打不停的主要原因，大概就是塵蟎。平常時候，塵蟎是夾在各種織品纖維中。當我們在整理舊衣物時，或資組拍打棉被時，翻動與拍打的動作會造成塵蟎與灰塵一起揚起在空氣中，然後被吸入到鼻腔裡，進而造成噴涕打不停的現象。

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但因為塵蹣本身太重，因此很快就會落回地面或衣服中；也就是說，塵蹣因為很難持續漂浮在空氣中，所以空氣清淨機對於清除塵蹣幾乎是無效的，必須用專業真空塵蟎機，才能把塵蹣從家具與衣物中移除。

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又例如說，這陣子COVID-19新型冠狀病毒初期，各種訴求具備紫外線殺菌的產品都熱賣，表示多數人其實不知道紫外線只能殺死細菌，卻無法殺死本身只是RNA的病毒！

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拉回今天主題，目前市售空氣清淨機主要分四種工作原理：

✅（1）＃濾網

空氣清淨機其中一個主用途，就是去除空氣中細小的「粉塵微粒」。

它們的直徑從 0.01～10 微米都有。大於100微米的，其實就是肉眼可見的灰塵，也不會持續漂浮在空氣中。對人體健康有威脅的，主要是所謂的PM 2.5，指的就是直徑在 2.5 微米以下的粉塵粒微，因為太小，因此可通過鼻毛、鼻腔中黏液，直達氣管甚是肺部深處，進而累積在肺裡；長期下來，就會造肺部組織變異。

濾網，則是過濾上述粉塵微粒的最好方式。

問題在於濾網的厚度與孔徑的密度，以及氣體通過濾網的速度，是不容易兩全其美的。

濾網的厚度越高，孔徑越小，當然可以過濾越細小的粉塵。但如此一來，空氣通過濾網的速度就變慢，空氣清淨機在每個單位時間可以過濾的氣體數量也就越少。若濾網要密，過濾速度又要快，也不是不行。只要將空氣清淨機用來帶動空氣流動的葉片做大一點，多片一點，轉快一點，讓進入濾網的風壓變大。（就是所謂的CARD值，後面會說明）

但問題來了！這樣的設計作為營業用的空氣清淨機，不是問題，對於家用者則又有聲音太大、太吵的困擾。

【對一般消費者來說，❓＃該如何評估家用機種過濾粉塵的能耐？】

🔥＃主要看三個數值：

① #HEPA等級
以往消費者選空氣清淨機時，會注意到濾網的等級。但近年來，HEPA12 以上的機種幾乎成常態，參考價值也就變低了。

② #濾網總面積
通常是總體積，越大越好。例如，厚10mm×500cm×50cm 的濾網，與5mm×18cm×28cm 或者 3.5mm×24cm×48 cm 的濾網，當然是第一個好。總體積越大，攔下粉塵能耐就越高，也表示可以工作的時間越長。因為濾網是個耗材，要花錢買的，所以計算「濾網式」空氣清淨機的成本，絕對不能只看機器本身，也不能只看一份濾網的價錢，而是應該把機器，以及兩年濾網的總成本一起計算。

③ #CADR值
「CARD值」意即每小時多少立方公尺的空氣通過。CADR越高，表示每個小時通過這台空氣清淨機的空氣越多。（⚠️ 但不等同過濾效果就好唷！）

📍 最後，當上述三個數值一起衡量時，#如何才代表這是一台每年能幫你帶來更多清潔空氣的清淨機呢？

→ HEPA 高＋濾網總體積大＋CADR 值也大
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✅（2）#電子集塵

「電子集塵」的工作原理，就是讓空氣經過很多片帶電的金屬網，利用金屬網上的靜電荷抓住經過的粉塵，讓乾淨的空氣通過。

⭕️ 這種方式最大好處就是免耗材。此外，電子集塵網的密度低，可以通過的空氣多；或者說，它可以在高CADR 值的情況下（複習一下：就是每小時通過空氣愈多），維持很低的工作音量。

❌ 但它最大缺點則是需要專業的保養清洗。

省了耗材錢，卻多了人工用專業溶劑做清洗的錢。此外，金屬網也無法抓住細菌或病毒，更別奢望去除異味了。因此，它是工業用集塵最常見的方式，卻不見得是家用空氣清淨機的好方式！

當然，對家用機而言，「安靜」是電子集塵式最大的優點。如果你非常需要安靜的環境，同時目的只是除塵，也有能力及時間經常清洗集塵板，電子集塵式的空氣清淨機還是可以考慮的。

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✅（3）＃離子式：最有效應用在車用清淨機

相對於「電子集塵」將微粒吸付在集塵板上，「離子式」的作法則是利用高靜電壓的離子燈管，把燈管附近幾公分內的空氣分子離子化，然後再用風扇把離子擴散到空氣中。這些帶電離子可以讓空氣中的小微粒「相互吸付」成比較大的微粒，最後因為太重而掉落，自然達成空氣清淨的目的。

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這也就是Part1 文章【80公分以下嬰幼兒，可能生活在家中最髒空氣裡？！】提到的 「落塵」。這種方式不僅不用耗材，連清洗都沒必要，而且機構簡單，只要離子燈管搭配風扇，就可以做出空氣清淨機。

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但它的問題是『打出去的離子存活時間短，一般的技術僅能存活5秒內！』除少數先進的燈管技術可讓離子存活時間延長到10幾秒，甚至更久，並搭配有效風扇設計，讓離子儘可能遍佈在整個房間，否則離子式有效工作範圍通常很小。最有效的應用就是「車用空氣清淨機」，尤其是用在去除車內空間中的香煙微粒，這是CP值最高的作法。

✅（4）＃一般光觸媒＆固態光觸媒

前述濾網、電子集塵、離子式三種方式，主要目的都是去除空氣中的粉塵微粒，對於要去除揮發氣體、細菌、病毒，其實幾乎是沒有能力的，要達成後者，就需要用到所謂的「光觸媒」。

目前市場上以光觸媒為主訴求的機種，主要利用二氧化鈦當催化劑，在紫外光的照射下，光觸媒會把接觸到的有機物分解成二氧化碳（CO2）與水（H2O），進而達成去污、減菌、甚至除臭等功效。

從化學原理來看，光觸媒是種讓光能透過半導體材料變成化學能，然後對觸媒表面的有機物產生氧化或還原作用，造成有機物分子的鏈結斷裂，而達成降解有機物的作用。雖然說，這種方式有效，成本低，而且副作用小，但是光觸媒降解有機物的作用是需要「時間」與「空間」的。

❶ ＃時間，指的是有機物接觸光觸媒表面的時間，這個時間如果太短，上述的氧化或還原反應就來不及發生。

❷ ＃空間，指的是光觸媒表面積有多大，表面積越大，可以接觸的有機物越多，降解的效率自然就越好。

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例如說，如果把一片表面上塗有光觸媒塗料的版子，放入裝水的玻璃容器中，然後用紫外線照射，其實就可以有效減少細菌的滋生速度。但是類似的方法，在空氣清淨機的出風口塗上光觸媒，卻無法用在空氣清淨，這就是因為水中的細菌有足夠的時間與空間和光觸媒塗料發生氧化還原反應，但空氣中的有機物經過空氣清淨機的時間太短，表面積也太小，來不及完進行完反應。

這就是市售不少號稱光觸媒的空氣清淨機或冷氣機，光觸媒的作用，充其量只是「讓機器本身的濾網，不要成為另一種聚集細菌的地方。」對於清除空氣中的有機物或細菌，由於穿透時間過短，幾乎起不了太大作用。

而我們家目前使用的也是第四類，具有光觸媒的清淨機種，甚至連日本新幹線上也是採用同品牌，可同時有效去除車廂意味，更在新冠疫情期間，肩負起分解環境中細箘、病毒的重責大任。

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目前市售空氣清淨機，使用各大原理占比：

✅ 7成：濾網遮攔式+附加功能（擋下空氣中的粒子）
典型產品 ➝ honeywell 、LG、Andes 等品牌
常見附加功能 ↘︎ 活性碳 銀離子 兒茶素

✅ 2成：離子型+濾網
典型產品 ➝ 國際奈米水離子Nanoe、夏普除菌離子Plasma cluster

✅ 1成：電子集塵
典型產品 ➝ 大金 LightAir

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＃Part3待續（後面還會有我家空清機去除異味實測）
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