副標：全球與台灣微污染防治產業與市場研究
晶圓廠 7 奈米以下的先進製程面臨嚴峻的氣態分子污染物（Airborne Molecular Contamination, AMC）挑戰，主要原因在於製程特徵尺寸的極度微縮以及極紫外光（EUV）微影技術使用，導致晶圓表面對微量污染物變得極度敏感。先進製程對污染物濃度的容忍度正在快速「下降」，舊製程中可接受的 ppb（十億分之一）等級的 AMC 濃度，在 7 奈米以下製程可能需要控制在 ppt（兆分之一）等級甚至更低，對微量污染物的高度敏感性使得控制標準更加嚴苛。特別在 2 奈米以下的應用皆為高單價晶圓，用於 GPU 與 TPU 等 AI 晶片上，對於 AMC 的微污染防治也是多管齊下，在晶圓無塵室環境、在晶圓儲存與運輸設備裡、在重要關鍵光刻機等前段製程設備裡，皆需掌控微污染防治。
氣態分子污染物（AMC）影響區分 4 點因素，分別是 ⑴ 電晶體線距更窄、污染物易產生干擾；⑵ EUV 光刻機鏡組與光罩可能產生光學霧化；⑶ AMC 吸附晶圓表面，干擾後續的薄膜沉積或蝕刻步驟；⑷ AMC 會改變半導體材料的電子遷移率。
具體原因整體如下各點
- ⑴ 臨界尺寸（Critical Dimension, CD。指半導體工業中指晶片上特徵線條的物理寬度）縮小： 隨著電晶體尺寸不斷縮小，關鍵尺寸已進入奈米尺度。即使是極少量的 AMC 沉積在晶圓表面，其尺寸也足以干擾圖案轉移、改變光阻劑的化學性質，或導致線路結構的腐蝕和變形，進而產生「缺陷」，嚴重影響良率。
- ⑵ EUV 光刻的引入：
- 對光學元件的影響：EUV 光刻技術使用反射鏡而非透鏡。AMC 污染物，特別是酸性與鹼性氣體，如氨和二氧化硫，在 EUV 光源照射下會發生光化學反應，在昂貴的光學鏡組或光罩表面形成結晶鹽類，即「光學霧化」(optical haze)。這會降低光的穿透率，導致圖案缺陷和曝光不均。
- 真空環境的挑戰： EUV 製程需要在高真空環境中進行，但 AMC 仍可能透過擴散或材料釋氣進入，並在晶圓傳輸過程中造成交叉污染。
- ⑶ 對薄膜沉積和蝕刻的影響：AMC 會吸附在晶圓表面，干擾後續的薄膜沉積（如化學氣相沉積 CVD）或蝕刻步驟，導致薄膜分層、附著力不佳或蝕刻不均勻。
- ⑷ 對電氣特性的影響：含有摻雜劑的磷化氫、砷化氫等 AMC 可能會改變半導體材料的電子遷移率，損害元件的電氣性能。
過去在 40、28 奈米的成熟製程電晶體尺寸與線寬的微縮 區段範疇，線距（線寬與間距）通常是幾十到百多奈米（nm）之間，例如 28奈米製程實際線寬約 28nm （FinFET），但線距範圍會更大些，會應用在 12 吋晶圓（300mm）上，主要做電源管理 IC（PMIC）、車用、記憶體、IoT 等產品，與 7/5/3nm 這種先進製程的線距（可能小於 10nm 甚至更小）有顯著不同。隨著 7 奈米以下的更先進製程等應用在於 CPU、GPU、AI 晶片等高性能產品。線距可能小於 20-30nm，AMC 議題變得重要。
主因是製程線寬急劇縮小，幾個分子的吸附就能造成晶片短路或漏電，而這些污染物（如有機物、酸性氣體）來源廣泛，像是來自設備、材料、人員、外氣等。且現代製程更精細，對潔淨度的要求達到 ppb 甚至 ppt 級別，讓 AMC 成為影響晶圓良率的「隱形殺手」。
AMC 主要來源有哪些？
（A）內部來源：
- 製程化學品： 光阻劑、顯影液、清洗液等釋放的揮發性有機物 (VOCs)。
- 設備與材料： 設備材質、塑膠晶圓盒（FOUP）、管路、密封劑等釋出的有機物 （如 DBP, BHT）。
- 人員活動： 人員活動產生的氨氣（NH3）。
（B）外部來源：
- 外氣： 空調系統補入的硫氧化物 (SOx)、氮氧化物 (NOx)、臭氧、海鹽微量元素等。
- 鄰近工業排放： 石化業或其他工廠排放的有機硫化物、VOCs。
為什麼要嚴格控制？
- 提升良率與品質： 控制 AMC 是確保高階製程良率和產品品質的基礎。
- 設備保護： AMC 具腐蝕性或沉積性，會損害設備，降低設備壽命。
- 法規與標準： 為符合國際標準，半導體廠需採用先進的 AMC 監測與控制技術。
（一）晶圓製程中的微污染防治應用與重要性（Purge 機制）
現代先進晶圓製程對潔淨度要求極高，除了傳統控制微粒污染，對「微分子污染」（AMC ）的防治更加關鍵。 Purge 系統即是在製程關鍵環境中導入惰性氣體以趕除氧氣、水分及化學氣體污染源，維持超潔淨環境。典型惰性氣體包括氮氣 (N2) 和氬氣 (Ar) 等；氮氣成本低且化學性質穩定（三鍵 N≡N極難分解），可有效置換氧氣、防止氧化反應。氬氣則為化學惰性更高的高純度稀有氣體，密度較空氣和氮氣高，可更有效趕除密閉空間中殘留的氧氣與濕氣；氬氣也常用於高溫製程避免氮氣在高溫下與晶圓材料反應生成氮化物。
透過惰性氣體 Purge 充氣與吹氣，可在晶圓傳輸盒（FOUP）等環境中將相對濕度降至極低，避免水汽或氧氣造成晶圓氧化、光阻沾污或晶片錫球氧化等問題 。舉例而言，知名的氣體感測方案公司 Sensirion AG（盛思銳）解釋半導體製程中廣泛採用氮氣 Purge 以維持 FOUP 及儲存艙的超潔淨氛圍，確保晶圓暫存時不受污染 。此外，在原子層沉積（ALD）等製程中精確控制惰性氣體流量，有助形成均勻薄膜，清除蝕刻/沉積腔體殘留化學物以防交叉污染 。
隨著製程節點進入 3奈米、2 奈米以至次 2 奈米世代，元件特徵尺寸更微小、對污染容忍度更低，微污染防治的重要性大幅提升 。過去晶圓廠主要著重於空氣中懸浮微粒控制，透過無塵室天花板的 HEPA/ULPA 高效濾網來去除 >0.1 微米顆粒（效率高達 99.99%以上） ；但在 2 奈米以下超先進製程時代，傳統微粒已非主要威脅，取而代之的是各類氣態分子污染物（如有機揮發物、酸鹼氣體等）對良率與可靠度的危害 。例如極紫外光蝕刻（EUV）使用多層光學鏡，多數材料對酸性氣體 SO₂或鹼性 NH₃ 極為敏感，微量殘留便可能腐蝕鏡片導致曝光失真。
因此，先進晶圓廠加強在光刻區域和整個製程環境的 AMC 監控，要求從先前ppb等級提升至ppt等級的檢測門檻 。先進製程對微污染的控管亦延伸至封裝領域，例如高頻寬記憶體HBM的堆疊、晶圓異質整合（如CoWoS/SoIC）等，若封裝介面受有機或酸鹼分子污染，將直接影響鍵合良率及可靠度，因此後段製程也需同步強化 AMC 防治 。
總體而言， Purge 微污染防治在 2 奈米以下先進製程中扮演關鍵角色：利用惰性氣體創造局部潔淨微環境，搭配即時監測與新型淨化技術（如化學吸附濾材、光觸媒氧化等），滿足極致潔淨需求 。台積電等晶圓代工龍頭已將傳載載具氮氣充填模組列為標準配備，以提升微環境潔淨度來保障良率。
（二）幾近獨占3、 2 奈米市場，微污染防治目前集中在台積電
可發現，對比半導體設備、半導體材料等相關次產業，微污染防治的全球產值絕對值仍低很多，主要是推動微污染防治的晶圓廠以 3 奈米、2 奈米製程的晶圓代工廠的氣體防污染設備、耗材用量最大，目前先進製程工廠，全球幾乎只有台積電（TSMC）這一家企業。台積電在環繞式閘極（GAA）電晶體技術應用與良率調整上取得關鍵突破，讓其他廠商難以望其項背，加上客戶為了產品穩定度，也願意都下單給台積電。
同屬大廠的三星電子（Samsung）的美國德州泰勒（Taylor）廠預計 2026 年初量產 2 奈米產品，來為客戶如特斯拉、高通等生產晶片。另外，對外宣布也要蓋 2 奈米日本企業 Rapidus 已在 2025 年在驗證製程，最快也要等 2027 年之後才量產。
台積電當然不是「吃素的」。隨著台積電在積極北美、東亞設廠來滿足客戶要求之外，該公司的 1.4 奈米（A14）製程也預計 2028 年下半年在中科廠區（台中）量產。 1 奈米技術則可能與 0.7 奈米（A7）在南科沙崙或中科廠區進行研發與試產，以應對未來AI 晶片與地緣政治需求，持續保持技術領先地位。
對於專業投資人來說，的確已見到未來不會只有台積電一家公司做 2 奈米以下製程。但以良率角度來看，仍認為台積電掌握微污染防治的要素，在 2026 與 2027 年的 2 奈米以下的產品良率，台積電還是業界表現最好，投片量最大。
從市場氛圍與廠區分布來看，特斯拉、高通等下單給三星，日本銀行業為 Rapidus 注資，這些舉動明顯是美國、日本等企業為了分散供應鏈風險而做的「多元化供應商布局」，希望五年後能減少依賴單一公司；台積電數年前就赴日本熊本、美國亞利桑那州與德州，歐洲的德國等地蓋廠，藉由「地理區域分散」來滿足客戶董事會強烈要求“降低日益緊張的地緣風險管控需要”。
- 上圖圖片說明：此圖為概念性供應鏈示意，強調「誰主要貢獻哪一段」而非精確市佔。同一晶圓廠買務上會同時採用多家國際廠商＋本土廠商的組合，並依不同廠區/節點分案導入。
（三）全球氣體微污染防治市場規模與初步預測（2025–2030）
隨著半導體製程不斷邁向奈米級極限，潔淨室與微污染控制市場保持高速成長。根據市場研究機構資料，2025 年全球半導體無塵室相關市場規模約為80.8 億美元，預期 2030 年將達 118.8 億美元，2025~2030年間年複合成長率約 8.0%。
其中，用於監控與控制空氣中微粒/分子污染的設備（如 AMC 監測儀、化學過濾器等）已成為市場收入的重要組成部分：2024年此類 AMC 偵測設備在潔淨室監控市場中佔據最大市佔，顯示先進節點對即時、高精度污染監控需求殷切 。狹義來看，AMC 過濾/淨化與相關氣體控制的市場亦呈擴張趨勢。
TrendForce 報導指出，隨台積電3奈米量產帶動供應鏈需求，專營化學過濾器的綠濾能（GreenFiltec）營運大幅提升，2024年在台灣先進製程市場市占超過 50%。
在全球市場方面，據研調機構統計，半導體用 AMC 過濾器2024年產值約 3.90 億美元，預計2030年將增至 5.09 億美元，期間年複合成長率約 4.5%。另一報告則估計2024年該市場規模 1.5 億美元，到 2033 年將成長至 2.8 億美元，年增率約 7.0%。差異數據顯示不同機構對市場範圍定義略有差異，但一致認為 2025 年後 AMC 防治相關投資將持續成長。此外，AMC 監測系統市場亦看好：有預測指 2030 年全球 AMC 監測設備市場年均成長可達 8% 以上 。
區域市場方面，亞太（特別是台灣、韓國、日本及中國）因匯聚全球絕大多數先進晶圓廠，將持續主導微污染防治市場需求。亞太區在 AMC 過濾器市場占比接近一半 ；潔淨室整體市場則更高，預期台灣、韓國等地政府和企業的大規模晶圓廠擴建，將使亞太在 2025 年占據全球市場第一大位置。
美洲地區隨英特爾、美國晶圓廠投資增加也會有顯著成長，但絕對規模仍次於東亞。歐洲在先進製程布局相對少，但像艾司摩爾（ASML）在內的重要供應鏈廠商推動下，污染控制市場亦穩健增長。整體而言，2025～2030 年全球微污染防治市場（含潔淨室設備、氣體化學濾網等）將保持中高個位數的年增率，至2030年累計市場規模上看百億美元級。
全球產值的概述之後，下一節（四）會針對全球產值與地理區域項分析。（註：上述數據引用自 SEMI、TrendForce 等機構公開資訊整理，整體趨勢均顯示市場長期成長性。）
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（一）晶圓製程中的微污染防治應用與重要性（Purge 機制）
★（二）幾近獨占3、 2 奈米市場，微污染防治集中在台積電：
★（三）全球氣體微污染防治市場規模與初步預測（2025–2030）
（四）全球氣體微污染防治（以 AMC / 潔淨室污染控制為主）的市場規模與成長性
★4.1 為什麼只有少數資料專門切到「氣體微污染」，大多落在三個層級
★4.2 半導體潔淨室市場：作為氣體微污染設備的「母市場」
4.3 氣體微污染核心市場：AMC Filters for Semiconductors
4.4 區域分布：多數需求仍在亞洲；台灣／韓國是高單價節點。中國有高成長
4.5 投資銀行／券商觀點：多半「掛在 Entegris / 台股個股」來看，而不是單獨報 AMC 領域
★（五）微污染防治產業代表性廠商與產品類別
★（六）OHT 載具在先進製程的應用與 Brooks Automation 在氣體偵測上的角色
★（七）全球 OHT (天車搬送) 產業主導廠商、市佔與技術整合
（八）Entegris 英特格/ Fabmatics / Brooks 之間競爭還是合作？跟台灣（特別是台積電）的關係、市佔概念
（四）全球氣體微污染防治（以 AMC / 潔淨室污染控制為主）的市場規模與成長性
4.1 為什麼只有少數資料專門切到「氣體微污染」，大多落在三個層級：
公開可取得的數據，大多落在三個層級：
- 半導體潔淨室市場（Semiconductor Cleanroom Market）
- 包「整個」無塵室：………
- ………
- ……