一提到芬兰，你第一个联想到的是什么？曾经执掌全世界“手机帝国”的诺基亚，还是风靡全球的愤怒鸟游戏，抑或是圣诞麋鹿的故乡。 无论是诺基亚、愤怒鸟，或是麋鹿，应该很少人会联想到芬兰也有半导体材料供应商。 在芬兰的赫尔辛基有一家非常前瞻的半导体材料供应商 PiBond，一直致力于半导体材料的研发，主要是在于实现光刻技术的简化流程，在许多半导体工艺节点上已经开始采用。 随着工艺技术朝 5nm 以下工艺节点演进，PiBond 也研发出全新用于极紫外光（EUV）的创新材料：无机光刻胶技术，而无机光刻胶技术在台积电 5nm 以下的极紫外光 EUV 工艺流程中，已经被视为是材料的一大创新。 值得注意的是，一般半导体工艺中，普遍用的有机光刻胶大概从 90nm 工艺之后就一直被使用着。不过，半导体工艺进入 20nm 以下的 FinFET 结构世代，很多材料都陆续更新。 尤其到了 5nm 工艺节点，由于图形分辨率的高度需求，光刻出来的图像必须精准和清晰，不然会影响到之后的刻蚀等工艺步骤，因此在一些特殊应用层上，必须开始转换材料，使用无机光刻胶，这也是 5nm 技术世代后，半导体材料的一大革新。 除了光刻胶技术与产品，PiBond 提供的半导体关键材料也用于 CIS、MEMS、3D IC、逻辑、存储器等芯片制造流程，像是提供光刻胶用于 65nm 以下，尤其是 28nm 工艺节点上图像转移的辅助材料，还有二氧化硅的替代应用材料、后段封装材料等。 举例，半导体厂在先进工艺技术上，有些像是台积电采用的三层结构光刻胶 tri-layers，或是三星采用的四层结构 Quad-layers，PiBond 也提供这样工艺技术中，其中几层的光刻胶材料。 无机光刻胶这样的材料，在 5nm 技术上已经在几个特殊层上开始使用，半导体工艺技术越往下发展，无机光刻胶使用会更多。 全球能提供无机光刻胶的供应商只有两家，芬兰的 PiBond 和美国的 Inpria，如此创新材料是推进半导体工艺不断往下发展的关键。 一、光刻胶市场为外商把持 PiBond 是一家非常特殊的芬兰材料商，总部在赫尔辛基附近。过去在大家认知中，光刻胶的供应商都是美国、日本、韩国等， 像是陶氏化学、 JSR 株式会社、信越化学、东京应化工业、 Fujifilm、韩国东进等，或是德国默克这样的欧洲化工巨头，很少人知道芬兰也有一家半导体关键工艺的关键材料商。 PiBond 在芬兰的生产基地约 3000 平米，年产能约 100 吨，但可以扩充至 200 吨的年产能规模，目前洁净室是 Class 10 和 100 等级，也有 EUV 专用的 Class 3 和 4 等级的洁净室。 在专利累积上，公司目前已经有 71 个专利，其中 48 个专利已经申请完成，其他的还在申请中，也包含 EUV 的无机光刻胶相关专利。
二、摩尔定律总是柳暗花明又一村 早在 20 年前，每隔几年就有业界大佬提出警语，认为摩尔定律的终点就在不远处。 20 年过去，人类的创新力和智力是如此的令人惊叹，摩尔定律总是看似“山穷水尽已无路，柳暗花明又一村”，就这样走着走着，人类已经来到了 5nm 工艺世代， 3nm 工艺技术更是在眼前，这绝对是 20 年前的半导体人很难想像的一日。 也因为 20 年前，不会有人想到 AI 技术的进展会颠覆人类的生活型态，甚至取代我们的工作; 短短几秒钟的时间就可以下载一部影片; 自动驾驶汽车的世界更在不远的将来; 我们的生活四周更是处于万物互联的时代。 AI、5G、车联网、物联网都是创新的需求，甚至可以说是从无到有，这背后是靠全球半导体大厂、设备业者的重金投入研发技术，来推进摩尔定律的寿命。 且发展至此，实现芯片微缩已经不是唯一的目的，如何提升性能、降低成本，把功耗减少，延长电力的续航力更是至关重要。 自从英特尔的 10nm 难产多年，台积电每年超过 100 亿美元的资本投入，已经超越英特尔成为全世界推进摩尔定律最关键的公司。 这当中，也不能抹去“宿敌”三星的一路追赶，从 14/16nm、10nm、7nm 就一路和台积电较量，三星在 14nm 拿下台积电大客户高通订单，在 7nm 抢着导入极紫光外光（EUV）技术，都是为了与台积电一较高下，这样的竞技在 5nm 也是会持续上演。 台积电已经在 2019 年成功试产 5nm 工艺技术，预计 2020 年将开始大量生产 5nm。台积电内部对于 5nm 工艺有高度重视性，认为是基于 7nm 微缩的下一个完整技术。 三星当然也会有 5nm 技术的问世，但光是看晶体管密度的增加，三星从 7nm 到 5nm 晶体管密度只有多 20％~30%，台积电却整整多出 80%，两大巨头 5nm 还未真正量产，但技术领先者已经不言而喻。 但三星也放话正在研发环绕闸极结构（gate all around，GAA）技术的 3nm 工艺，预计可以在 2021 年量产，目标是领先台积电一年，且指出其 3nm 产品会比当前的 7nm 工艺产品效能再提升 35%，功耗也再降低 50%，芯片面积再减少 45%。 可以预见，走到 10nm 工艺技术以下，大家为摩尔定律续命是想破脑袋，各界也都认可，材料的创新会是最关键的一环，这个状况走到极度高端的 5nm、3nm 会是关键。 如果仅是沿用过去的材料基础，工艺技术的演进，很难有柳暗花明又一村的机遇。 由此可见，半导体产业下一个战场，材料绝对是最吸睛的领域，但这一块多为外商把持，参与者有化学巨头，更不乏小而美的细分技术领域的领导供应商，国内业界要在材料领域有所突破，与外商合作，进行技术合作研发，会是切入这块高壁垒技术领域的不二法门。
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