AI 推動全球半導體製程快速演進，先進節點製程步驟已從14奈米時期的約500道，飆升至超過1000道，使材料需求翻倍成為新常態。國際材料大廠默克（Merck）於1日在高雄舉行電子材料旗艦園區啟用典禮，強調AI正把半導體產業推向前所未見的材料需求曲線，同時將供應鏈帶入全新的韌性。
12月1日，冬日暖陽高照，南台灣迎來了一場象徵半導體材料新時代的盛典，位於南部科學園區高雄園區的「默克高雄半導體科技旗艦園區」第一階段廠區正式落成，這座耗資5億歐元（約新台幣170億元）的旗艦園區，是默克全球首座大型、且能整合研發、製造與客戶驗證功能的半導體材料科技基地。
談起默克大家可能不太認識，但其實默克是全球前三大的半導體材料供應商之一，在先進製程的薄膜材料、ALD／CVD 前驅物、光阻、蝕刻化學品與封裝材料等領域扮演關鍵角色，全球前20大晶圓廠都是其長期客戶。
台灣默克集團董事長李俊隆表示，默克是一家來自德國、擁有超過357年歷史的跨國企業。從一個地方小藥局起步，歷經三個多世紀的轉型與併購，默克如今已在全球65個國家布局，員工超過6.3萬人，並發展出電子科技（Electronics）、生命科學（Life Science）與醫療保健（Healthcare）等三大核心事業體。
其中，在半導體領域，默克更是全球少數，能夠滿足晶片製程六大關鍵步驟，包含沉積（Deposition）、圖案化（Patterning）、蝕刻（Etching）、清洗（Cleaning）、摻雜（Doping）和平坦化（Planarization）全線提供材料與技術的供應商。
事實上，默克在台灣深耕已久，李俊隆透露，該公司早在36年前就開始在地化提供客戶支援，目前在台北、桃園、新竹、台中、台南到高雄均設有據點，在高雄半導體材料旗艦園區尚未開幕之前，既有產能已能滿足超過50％的在地需求。
李俊隆直言，高雄二廠不只是擴廠，「它是一座能加速研發、提高客戶供應韌性的『下一世代材料工廠』。」他強調，AI 正推動晶片工序突破千道以上、材料需求翻倍增長，默克在台灣擴大投入，就是為了確保台灣客戶（包含台積電）在關鍵節點上能得到最快、最穩定、最安全的材料支持。
「材料是先進製程的最後一哩，也是最重要的一哩，默克會站在客戶身邊一起往前走。」李俊隆說。
在地生產抵禦材料「武器化」，不讓自己被單一來源綁架
在地緣政治壓力升溫、材料被「武器化」的討論升高之際，默克集團董事會副主席暨電子科技事業體執行長凱．貝克曼（Kai Beckmann）強調，默克早在七、八年前就全面推行 Local-for-Local（在地製造、在地供應）策略，並不是因應最近去中化或出口管制才倉促調整，而是長期、系統性布局。
他說明，在這個架構下，默克的原則是能避免跨區域供應的地方就儘量避免，在每個主要市場建立自己的製造與供應能力，降低跨境運輸與單一來源倚賴。
貝克曼認為，材料被武器化是一個複雜且帶有負面意味的議題，但從正面來看，具備全球多據點、多元產品組合的大型企業，反而能展現更強的韌性與差異化。以稀土為例，默克實際使用的量並不大，且採取多區域、多來源的採購策略，不倚賴單一國家或地區，因此預期目前的稀土供應問題不會對公司造成重大衝擊。「如果可以選擇，我們都希望活在沒有材料限制、沒有地緣政治風險的世界，但既然現實不是如此，我們就必須把韌性做到最好，不讓自己被單一來源綁架。」
從5百到上千道製程，AI時代把材料推進「高速成長軌道」
根據Gartner的最新統計，2024年市場規模約656億美元，未來5~6年間半導體產業的平均年複合成長率約為10％，其中與AI晶片相關的領域成長尤為突出，包含記憶體更是預估超過30％的高速成長。這股需求背後仰賴先進製程，而超過一千道的製程步驟可被濃縮為六大關鍵環節，每一個環節都需要對應的材料與技術支持。
默克電子科技事業體全球薄膜科技事業執行副總裁冉紓睿，則從技術角度拆解為何材料需求會出現如此高的複合成長率。他指出，先進製程帶動材料需求暴增，主要來自三股力量。
首先是製程步驟本身的大幅增加。以14奈米為例，當時大約只有500道製程步驟，如今最新節點已經突破上千道工序。「當製程數量翻倍，材料需求當然也跟著上來」，冉紓睿說道。
其次，是製程整合與客製化程度大幅提高，不只是用量變多，而是幾乎每一道關鍵步驟都需要更專屬、更獨特的配方材料，這迫使默克必須與客戶實驗室與設備廠更緊密協作，進行聯合開發。
第三則是先進製程往先進封裝延伸，冉紓睿分析，AI不只要算力，還要高能效，異質整合、3D堆疊、混合鍵合（Hybrid Bonding）、矽穿孔（TSV）等技術，這些都在封裝端創造出全新的化學需求。
他進一步以高頻寬記憶體（HBM）為例說明，HBM需要多顆DRAM垂直堆疊，整合難度高，也更仰賴新材料支撐。封裝階段與整合製程兩端的材料需求，幾乎同時拉升，成為帶動材料市場成長的雙引擎。冉紓睿直言，「如果把這些趨勢疊加上 AI的爆發，就可以清楚看到，材料正進入一個長期的高速成長軌道。」
矽光子是下一個材料戰場
而談到先進封裝，就不免想到矽光子。對此，貝克曼也給出默克的觀察，他指出，愈來愈多公司已在矽基光子技術上取得進展，並將光學元件直接整合到晶片生產之中。這背後的驅動力很明確，就是AI需要在記憶體與GPU之間進行更高速、低功耗的資料傳輸，光子將逐步取代傳統電子訊號，成為新一代資料傳輸的核心技術。
他透露，默克近年把原本分屬電子與顯示的技術能力整合起來，正是為了迎向矽光子世代。從在矽晶片上導入光子元件，到 AR／VR顯示，再到資料中心內部的高速光連結，半導體與光電的邊界正在被打破，「這也意味著材料將迎來新一波的創新需求。」
在他看來，矽光子不只是裝置端的變化，更是一場涵蓋顯示技術、半導體製程與系統架構的整體轉型，默克希望成為這場轉型中的關鍵材料供應者與技術伙伴。
