■筑波精工<6596>の事業概要
1. 主要事業
(1) 静電チャックとは
静電チャックとは、特定の素材基板(保持材)表面に電界を発生させることで、対象物(ガラスやシリコンウエハなど)を吸着保持する“治具(保持具)”のことである。対象物が非常に軽い・薄い素材の場合には割れやすく、あるいは反ってしまうことが多いため、長時間にわたって移動を繰り返すことは容易ではない。対象物が各種の製造プロセスを移動するような場合(例えばシリコンウエハなど)には、対象物を頑丈な治具に吸着保持させることで反りや割れといった損傷を防ぐことができる。
(2) 特色と強み
静電チャックの技術そのものは古くから存在し、様々な分野で使われているが、同社の静電チャックは以下のような特色がある。
1) 対象物が多様
同社の静電チャックの第一の特色は、対象物表面に電界を集中させることで、低電圧で高吸着力を発生させることにある。そのため、既存の静電チャックでは取り扱えなかったガラス・紙などの絶縁体の素材や極薄ウエハ等の半導体分野でも利用することができる。
2) 吸着力が強い
電界の表面集中とイオン分極の最適化により、吸着が均一で吸着力が相対的に強い。
3) 給電ユニットなしで吸着力を維持
一般的な静電チャックが給電ユニットを常時接続して吸着力を維持するのに対して、同社の静電チャックは給電ユニットを外しても吸着力を維持できる点が特色である。また、回路形成後のシリコンウエハだけでなく、将来的にはパワー半導体等向けとして有望視されるガリウムひ素、チッ化ガリウム、セラミック等にも応用可能になると見られる。なお、同社製品の中で、給電ユニットなしでも吸着維持ができる製品は「Supporter」である。
2. 製品別概要
従来は、主たる製品である「Supporter」及び「ステージ(ディスプレー向け)」とそれ以外の「その他(ディスプレー向け以外のステージ類似製品)」を製品別の区分としていたが、2024年3月期より給電ユニットから分離しても単体で稼働する静電チャックシステムの売り上げを「Supporter」、給電ユニットに常時接続して稼働する静電チャックシステムの売り上げを「ステージ」としている。また、今後、自動機ユニットの販売の重要性が増すことが予想されることから、「自動機」の分類を新たに設けた。
(1) 「ステージ」
給電ユニットが付属している静電チャックを、“システム”として販売している。対象物の吸着/分離をコントロールでき、薄いガラス板、スマートフォンのディスプレー用フイルム、大型ディスプレーのODF(液晶滴下方式工法)向けとなっている。顧客は、スマートフォンを生産するメーカーに部品を納入しているメーカーや、大画面(2m×2mなど)の液晶ディスプレーを扱うメーカーなどである。
(2) 「Supporter」
主力製品である“静電チャック”の一種で、ガラスの両面に特殊な素材を挟みこみ一体形成したものである。同社既存の静電チャックが持つ特色に加え、給電ユニットから分離しても吸着力を維持する特色を備えている。給電ユニットを用いて一度電界をかけると保持力は半永久的に維持され、もう一度給電ユニットを用いて電界を解除すれば、いつでも「Supporter」と対象物を分離することができる。このように「Supporter」は、従来の静電チャックにはなかった特色を有しており、“常識を打ち破った製品”と言える。「Supporter」は、半導体の製造プロセスでウエハの把持、運搬などに利用される。既存の製造ラインの大幅な修正をすることなく、50μ厚(μ=1,000分の1mm)などの薄型ウエハの製造プロセスで発生するウエハの反りや微細なクラックによる不良品の発生を防止し、製造ラインの自動化率と製品の歩留率を向上させる。同製品の売上高は、主に「Supporter」の販売枚数×価格(非開示)である。
「Supporter」の特長を要約すると次のようになる。
・0.5mm厚と薄いため、半導体ラインにそのまま投入することが可能
・ウエハ吸着後も外部給電を必要としない
・給電ユニットから分離しても吸着力は半永久的に持続
・薄型ウエハの加工を可能とするほか、クラック等の発生を防止して歩留まりの向上を実現
(3) 「自動機」
上述のように、「Supporter」に電界をかけて半導体製造ラインに自動投入するための機器。2023年3月期までは、試験用の半自動機であったが、2024年3月期に初めて量産ライン用の自動機を販売したため、新たな分類を設けた。
3. 半導体業界の動向
(1) 半導体製造プロセス
一般的にメーカーが半導体(ICチップ)を製造するプロセスは、まずシリコンインゴットを薄く切りウエハを作成する。この時点でウエハの厚さは約700μあるが、この表面に真空蒸着、エッチング、アニーリング、スパッタリング、イオン注入などの方法で回路を形成する。パワー半導体に特徴的なプロセスとして、この後回路側の面に保護用のテープを貼付した後、裏面を研磨して100~150μまで薄くする。この薄化後にさらに裏面へのイオン注入やアニールなどの工程が必要となる。これらの工程を何度も繰り返してようやく1枚のウエハの回路作成が完了する。したがって回路作成には、通常は6~10日ほどかかるが、複雑な回路では1ヶ月近くかかる場合もある。
この間、ウエハは真空状態や高温のプロセスなどを何度も繰り返し移動するが、裏面研磨後のウエハは非常に薄く、回路形成によるストレス蓄積等のため反りや割れといった損壊が発生しやすい。そのため回路生成プロセスにおいては、ウエハの表面(表面の回路が形成された面)に保持材を貼り補強してから裏面の回路形成プロセス間を移動させる。そして最後に回路裏面の回路形成が終了した後に、この保持材を分離する。従来は、この裏面保持の方法として保持材を接着剤で貼り付けて補強することが一般的であった。しかし、今後自動車分野でのパワー半導体(IGBT等)の需要が高まるとウエハはさらなる薄型化と大口径化が進むことが予想され、接着剤方式では薄型化(100μ以下)と大口径化(12インチ)への対応が難しいと業界では見られている。
(2) 自動車向け半導体
近年自動車のEV化が急速に進んでいる。この自動車のEV化にとって重要な要素の1つが半導体の供給である。特に動力(パワー)部分では、バッテリーから出た電気(DC=直流)をモーターで使用する交流(AC)に高速で変えるインバータが必須の部品となる。インバータ用の半導体(IGBT)では、径を大きくすることで1枚のウエハからより多くの半導体を作成できるため生産効率が上がり、1個当たりのコストを下げることが可能となる。しかし大容量(高アンペア)かつ高電圧(高ボルト)で表面と裏面の間でスイッチングを高速で繰り返すため、ウエハが厚い状態では発熱量※が増える。したがって、発熱の原因となるオン抵抗値をできる限り小さくするためウエハを薄型化する必要がある。半導体メーカーは、発熱量の点から半導体をできるだけ薄いウエハで生産し、かつ生産効率の点から大口径のウエハでの生産を目指している。
※インバータに使われるIGBTやMOSFETが発熱すると、EVのエネルギー効率が低下する。
(3) 半導体の薄型化と静電チャック
IGBTの生産プロセスでは、ウエハの薄型化がさらに進むという見方もある。さらに、多くのメーカーが生産効率の点から12インチ(300mm)ウエハへ移行する可能性が高い。その結果、ウエハはより薄く大きくなるため、反りや割れといった損壊のリスクが一段と高まる。それを避けるために保持材の貼付は必須だが、従来の接着剤方式ではプロセスの中で溶剤がガス化して半導体を汚染するリスクがある。また、保持剤を取り外す際にウエハが破損するリスクが高まるなど難点が多いと言われている。
そこで注目されているのが、同社が提供する静電チャック(方式)である。前述のとおり、同社の製品は一度電界をかけると半永久的に吸着保持を維持し、真空・高温などの環境下でも保持力は落ちない。薄型化・大口径化されたウエハに対して最適な製品と言える。
4. 主な顧客と需要
同社の主力製品である「Supporter」の主要顧客は半導体のデバイスメーカーである。需要は、生産される半導体の数(ウエハの枚数)に比例する。「Supporter」は1枚のウエハが一通りのプロセスを終了した後、ウエハから外し洗浄してから繰り返し利用することができる。したがって、仮に一通りのプロセスを終了するのに6日かかるとすると、1枚のSupporterは月に5回利用できるため、ウエハの生産能力の5分の1の枚数が必要になる(例:ウエハ生産能力が5万枚/月であれば、1万枚のSupporterが必要)。なお、「Supporter」の絶対寿命は約2年間である。
同社の主要顧客については開示されていないが、同社によるとIGBTの表面パターン(回路生成)に関連した特許は米国と日本に多く、この分野では中国が遅れている。そのため中国は表面プロセスではなく、薄型化の分野(裏面プロセス)へ積極的に投資を行っており、同社の主要顧客も中国や中国台湾メーカーが多いようだ。参考として、同社公開資料「中間発行者情報」に記載された2024年3月期第2四半期の販売先別実績の上位は、WISE WELL TECHNOLOGY CO., LTD.(台湾)、売上高92百万円(売上高比率63.0%)となっている。
5. 同社生産能力と特許政策及び競合
同社製品の生産については、一部を内製し、その他の部分を数ヶ所に分けて外注する「ファブライト」方式を採用している。このため外注先は最終的にどのような製品になるかはわからない。また需要が急増した場合でも、大型の生産設備を必要とする製品ではないため、同社は「生産が間に合わない事態にはならない」と説明している。
特許についても、外注の分散と同様に秘匿性を高める策を講じている。同社は数多くの特許を保有しているが、すべての技術・ノウハウを特許申請しているわけではない。申請をしていない技術の詳細は不明であり、競合会社が同社の技術を盗用して類似製品を製造することは難しい。
(執筆:フィスコ客員アナリスト 寺島 昇)
■筑波精工 <6596> 業務概覽
1。主營業務
(1) 什麼是靜電吸盤
靜電吸盤是一種 “夾具(支架)”,它通過在特定材料基板(保持材料)的表面產生電場來吸附和固定物體(玻璃、硅晶片等)。由於物體是非常輕或很薄的材料,因此很容易斷裂或變形,因此不容易長時間重複移動。當物體通過各種製造過程(例如硅晶片等)移動時,通過吸附物體並將其固定在堅固的夾具上,可以防止諸如變形或開裂之類的損壞。
(2)特點和優勢
靜電吸盤技術本身已經存在了很長時間,應用於各個領域,但是該公司的靜電卡盤具有以下特點。
1) 各種物體
該公司靜電吸盤的第一個特性是,它通過將電場集中在物體表面,在低電壓下產生高吸附力。因此,它還可用於半導體領域,例如玻璃和紙張等絕緣體材料以及現有靜電卡盤無法處理的超薄晶片。
2) 吸附力強
由於電場的表面濃度和離子極化的優化,吸附是均勻的,吸附力相對較強。
3) 無需電源裝置即可保持吸附力
普通靜電吸盤通過隨時連接電源裝置來保持吸附力,而該公司的靜電吸盤的特點是,即使拆下電源裝置,吸附力也能保持不變。此外,預計它不僅可以應用於電路形成後的硅晶片,還可以應用於未來有望用於功率半導體等的砷化鎵、氮化鎵、陶瓷等。請注意,在該公司的產品中,即使沒有電源裝置也能保持吸附的產品是 “支持者”。
2。按產品分類的概述
傳統上,主要產品的 “支架” 和 “舞臺(用於顯示器)” 以及 “其他(顯示器以外的舞臺類似產品)” 按產品分類,但是即使從2024/3財年起與電源設備分離也能單獨運行的靜電吸盤系統的銷售是 “支持者”,通過持續連接到電源單元運行的靜電卡盤系統的銷售是 “階段”。此外,由於預計未來銷售自動機組的重要性將增加,因此已經建立了 “自動機器” 的新分類。
(1) “舞臺”
帶有連接電源裝置的靜電吸盤作爲 “系統” 出售。可以控制物體的吸附/分離,適用於薄玻璃板、智能手機顯示膜和大型顯示器的 ODF(液晶滴注法)。客戶包括向生產智能手機的製造商提供零件的製造商,以及處理大屏幕(2 m x 2 m 等)液晶顯示器的製造商。
(2) “支持者”
它是一種 “靜電吸盤”,是主要產品,通過在玻璃的兩面夾住一種特殊材料而一體成型。除了公司現有靜電吸盤的特性外,它還具有即使與電源裝置分開也能保持吸附力的特性。一旦使用電源裝置施加電場,保持功率就會半永久保持,如果再次使用電源裝置釋放電場,“支撐者” 和物體可以隨時分開。因此,“支撐物” 具有傳統靜電吸盤所沒有的特性,可以說它是 “打破常識的產品”。“支架” 用於在半導體制造過程中抓取、運輸晶圓等。在不對現有生產線進行重大修改的情況下,可以防止在薄晶片(例如50 μm(μ=1/1,000 mm)的製造過程中發生的晶圓翹曲或細裂紋引起的缺陷產品的發生,並且提高了生產線的自動化率和產品良品率。該產品的銷售量主要是 “支持者” 的銷售數量乘以價格(未披露)。
“支持者” 的特點總結如下。
・由於厚度爲0.5毫米,因此可以直接插入半導體線路
・即使在晶圓吸附後也無需外部電源
・即使與電源裝置分開,吸附力也能保持半永久性
・除了可以加工薄晶圓外,它還通過防止裂紋等的發生來提高成品率。
(3) “自動機器”
如上所述,這是一種向 “支持者” 施加電場並將其自動注入半導體生產線的設備。在2023/3財年之前,它一直是用於測試的半自動機器,但是由於用於批量生產線的自動機器在2024/3財年首次出售,因此建立了新的分類。
3.半導體行業的趨勢
(1)半導體制造工藝
通常,製造商製造半導體(IC 芯片)的過程是首先將硅錠切成薄片以製造晶圓。此時,晶圓的厚度約爲700 μm,通過真空蒸發、蝕刻、退火、濺射和離子注入等方法在該表面上形成電路。作爲功率半導體的一種工藝特性,在電路側表面粘貼保護膠帶後,背面經過拋光處理,使其薄 100 至 150 μm。變薄後,需要進一步的工藝,例如離子注入和背面退火。這些過程一遍又一遍地重複,最終完成了單晶圓電路的創建。因此,創建電路通常需要6到10天,但複雜的電路可能需要長達1個月的時間。
在這段時間內,晶圓在真空狀態或高溫過程中反覆移動,但是背面拋光後的晶圓非常薄,並且由於電路形成等產生的應力積累等可能導致變形或開裂等損壞。因此,在電路生成過程中,保持材料附着在晶圓表面(表面電路形成表面的表面),然後在電路形成之間移動背面的進程。最後,在電路背面的電路形成完成後,將這種保持材料分離。傳統上,通常通過在固定材料上粘貼粘合劑作爲固定背面的方法來加固固定材料。但是,隨着未來汽車領域對功率半導體(IGBT等)需求的增加,預計晶圓的直徑將變得越來越薄,而且業界認爲,使用粘合劑系統很難處理變薄(100 μs或更小)和更大直徑(12英寸)的變薄。
(2) 汽車用半導體
近年來,汽車向電動汽車的轉變進展迅速。將這些汽車轉換爲電動汽車的重要因素之一是半導體的供應。特別是在電源(電源)部分,逆變器是必不可少的組件,該逆變器將來自電池的電力(DC = 直流電)高速轉換爲電機中使用的交流電(AC)。在逆變器的半導體(IGBT)中,由於通過增加直徑可以從單個晶圓中製造更多的半導體,因此生產效率提高,並且有可能降低單位成本。但是,由於在大容量(高安培)和高電壓(高伏特)下高速重複在正面和背面之間切換,因此當晶圓變厚時,發熱容量*會增加。因此,必須使晶圓更薄,以儘可能降低導致發熱的導通電阻值。就熱值而言,半導體制造商生產的半導體晶圓儘可能薄,並以生產效率爲目標生產大直徑晶片。
*當逆變器中使用的IGBT和MOSFET產生熱量時,電動汽車的能效會降低。
(3) 更薄的半導體和靜電卡盤
還有一種觀點認爲,在IGBT生產過程中,晶圓將變得更薄。此外,就生產效率而言,許多製造商很有可能轉向12英寸(300 mm)晶圓。結果,晶圓變得越來越薄,因此變形或開裂等損壞的風險進一步增加。爲了避免這種情況,必須安裝保溫材料,但是使用傳統的粘合方法,存在溶劑在過程中氣化並污染半導體的風險。此外,據說存在許多困難,例如去除保溫劑時晶圓損壞的風險增加。
因此,引人關注的是該公司提供的靜電吸盤(方法)。如上所述,一旦對公司的產品施加電場,吸附力就會保持半永久性,即使在真空或高溫等環境中,吸附力也不會降低。可以說,它是製造更薄和更大晶圓的理想產品。
4。主要客戶和需求
該公司的主要產品 “Supporter” 的主要客戶是半導體設備製造商。需求與生產的半導體數量(晶圓數量)成正比。在一個晶圓完成所有工序,從晶圓中取出,清洗乾淨,然後反覆使用後,“支架” 可以重複使用。因此,如果需要6天才能完成整個過程,由於每月可以使用1個支撐器5次,則需要晶圓生產能力的1/5的片數(例如:如果晶圓生產能力爲50,000張/月,則需要10,000片支持者)。請注意,“支持者” 的絕對壽命約爲2年。
該公司的主要客戶尚未透露,但據該公司稱,美國和日本有許多與IGBT表面圖案(電路生成)相關的專利,而中國在該領域落後。因此,中國正在積極投資減薄(背面加工)領域,而不是表面工藝,而且該公司的許多主要客戶似乎是中國和臺灣製造商。作爲參考,該公司公開材料 “中期發行人信息” 中描述的截至2024/3財年第二季度的最高銷售業績是WISEWELL TECHNOLOGY CO., LTD.(臺灣),銷售額爲9200萬日元(銷售比率63.0%)。
5。公司的生產能力和專利政策與競爭
至於公司產品的生產,他們採用了 “fablight” 系統,其中零件由內部製造,其他零件分成多個地點並外包。因此,外包商不知道它最終會變成什麼樣的產品。此外,即使需求迅速增加,它也不是一種需要大型生產設施的產品,因此該公司解釋說 “無法及時生產”。
還採取措施加強專利的保密性,類似於分散外包。該公司擁有多項專利,但尚未爲其所有技術和專有知識申請專利。這項尚未應用的技術的細節尚不清楚,競爭對手很難通過竊取該公司的技術來製造類似的產品。
(由FISCO客座分析師寺島升撰寫)