副標題：前驅物在光電與半導體產業的應用與市場分析
前驅物（Precursor）在光電製造與半導體（如高功率元件、矽晶圓）製程建構時關鍵化合物材料。這些製程所需要的前驅體在化學氣相沉積（CVD）、原子層沉積（ALD）和外延生長製程發揮了關鍵功能，例如形成了半導體矽晶圓上的薄膜。可以說，半導體前驅物（或稱為「前驅體」）的主要功能是為沉積半導體、絕緣體和導電材料層提供原料。
可以歸納出以下 3 個主要前驅物使用量增加的因素。⑴ 對於高性能、小型化電子產品需要持續成長。⑵ 更複雜與更先進的半導體製程投入比例增加。⑶ 記憶體走向 3D 堆疊製造，需要前驅物材料保證精度與品質。
⑴高性能、小型化電子產品持續成長：
智慧型手機、筆記電腦、個人化穿戴裝置、連網設備等先進電子設備對高性能半導體的需求增加。在化學氣相沉積和原子層沉積等精密沉積過程，需要更複雜的前驅物與前驅體。這些電子產品追求運作高效率、更好的耐用度，與小型化需求，讓半導體製造商採用高純度前驅物來生產均勻且無缺陷薄膜，也是激勵專用前驅體材料用量增加的因素之一。
⑵ 更先進半導體製程 2nm 以下的投入，促使前驅物用量增：
CVD 化學氣相沉積與 ALD 原子層沉積用於晶圓製程，以對應越來越多採用高深寬比的線路設計。例如，傳統晶片正面 BEOL 疊層 + 上方凸塊（solder bump / Cu pillar）線路設計；因為製程走向 2nm 以下更先進製程、其晶片金屬線路孔隙更小，PVD 與 CVD 氣相沉積在孔隙微小裡遇到薄膜效果不甚理想時，可採用 ALD （原子層沉積）製程，也會同時使用與 ALD 搭配的前驅物材料。
惟要注意的是，不是沉積薄膜都會轉向 ALD；薄膜段通常是「多種沉積法混用」，並非 ALD 就會取代 PVD/CVD。是否要採用更價格更高昂的 ALD 設備完成，取決於 ① 通孔深寬比（Aspect Ratio, AR）/孔徑大小。以及 ② 要沉積的那一層是 liner（絕緣襯層）、barrier（阻障層）、seed（銅種子層）哪一種功能層。通常是，2 奈米以下製程因為高 AR 因素，便傾向使用更嚴苛的 ALD 製程。
在沉積哪一種「功能層」上，再進一步說明如下：
(A) Dielectric liner（絕緣襯層，例如 SiO₂）：很多 TSV 流程會用 PECVD（屬 CVD 設備）來做氧化層 liner；不少實例中 PECVD 覆蓋率已足夠，但需要針對高深寬比做參數優化。
(B) Barrier（阻障層，例如 Ta/TaN、TiN）
- PVD（含 iPVD 等變形）常用、溫度低，但它是偏「視線性」沉積，在高深寬比 TSV 容易步階覆蓋不足（step coverage 不佳），AR 越高越吃力。
- CVD（如 TiN/TaN）可改善均勻性/覆蓋，但可能有溫度與整合限制。
- ALD 的優勢是極佳的共形性（conformality），當 TSV 走向更高 AR、更小孔徑（例如微型 TSV 或更激進的 3D 整合）時，ALD 用於 barrier/liner 的比例會上升；研究指出在某些高 AR 條件下，晶圓廠為了追求高品質覆蓋會更偏向 ALD。
(C) Seed（銅種子層）：銅電鍍前需要 seed 層。PVD Cu seed 很常見，但同樣面臨高 AR 覆蓋問題；因此也可能看到 CVD/ALD seed（或 ALD 金屬作為導電種子/襯底）在高 AR 場景被採用。
(D) Via fill（填孔）：多數填孔的主流仍是「銅電鍍（electroplating / ECD）」再搭配 CMP。
全球晶圓能走向 7、5 奈米以下製程的半導體工廠，像是先進節點龍頭台積電（TSMC），記憶體大廠三星電子（Samsung）、美光科技（Micron）、SK海力士等等，這些廠商未來走向更高階製程或是更先進的封裝技術，新的製程使用前驅物用量可望提升。
⑶ 半導體製程進步 & 採 3D 垂直堆疊記憶體用量上升：
2024-25 年的 AI 市場擴張，在 2026 年仍未見到停歇、高運算市場需求熱烈，使得 EUV 微影技術和 3D 垂直堆疊等半導體製程進步（例如 HBM 高頻寬記憶體），需要高純度前驅材料來保證最終產品的精度和品質。這增加了對新款前驅材料用量成長。此外，由於功率元件和高頻應用需要新的前驅化合物，例如碳化矽和氮化鎵，製造商進行研發投資來開發這些化合物，增加前驅物材料與前體市場的多樣化。
本文分為 7 節，讓我先從前驅物的定義與特性、應用產業說起：
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（1.）前驅物的定義與特性及應用產業
（2.）前驅物的形態與供應方式
（3.） 全球主要前驅物供應商與市佔分析
（4.） 前驅物供應商與CVD/ALD設備廠商的合作
（5.） 2026–2036 年全球前驅物市場成長預測
（6.） 半導體晶圓廠前驅物使用量推估排行
（7.） 投資機構與研究機構對前驅物產業的觀點
（1.）前驅物的定義與特性及應用產業
前驅物（Precursor）指的是在化學氣相沉積（CVD）或原子層沉積（ALD）等製程中，引入反應腔體的反應前體化合物，其在晶圓表面發生反應生成所需薄膜，同時副產物被排出 。簡而言之，前驅物是提供薄膜中所需元素的源頭材料。例如在CVD製程中，矽烷（SiH₄）可作為前驅物提供矽元素，與氧氣反應形成二氧化矽薄膜；ALD製程中則透過交替引入前驅物和活化劑，以原子層級精度沉積薄膜 。
前驅物通常具有高純度、適當的揮發性和熱穩定性等物理化學特性，以確保在製程條件下順利氣化並與基板反應 。許多半導體前驅物是有機金屬化合物（Metal Organic），帶有有機配基來提升揮發性，但也因此常具有自燃性或毒性等安全風險，需要嚴格控管 。隨著環保與安全要求提高，供應商亦在開發非自燃、低污染的新配方以替代傳統高風險前驅物。
前驅物應用範圍廣泛，幾乎涵蓋所有需要薄膜沉積的產業。包括半導體晶片製造（先進邏輯與記憶體）、光電與顯示（LED 發光二極體、OLED 顯示面板等）、太陽能光伏（薄膜太陽能電池鍍膜）、功率元件（第三代半導體如 SiC/GaN 元件沉積保護層）等領域 。以台灣廠商南美特科技、宇川精材的產品為例，其前驅物已應用於先進邏輯晶片、記憶體、微波通信與功率元件、顯示器以及太陽能等產業 。
前驅物可依目標薄膜材料進行分類，常見類別如下：
- 高介電常數（High-k）介電層前驅物：用於沉積高k閘極介電層或 DRAM 電容介電層，例如 HfO₂、ZrO₂ 等氧化物。典型前驅物如四(二甲基氨基) hafnium (TDMAH) 供應Hf元素等 。高-k材料具有高介電係數，可縮小元件尺寸並降低漏電。
- 低介電常數（Low-k）介電層前驅物：用於晶片導線層之介電隔離（IMD）材料，如有機矽氧烷類前驅物沉積 SiOC 低 k 膜，以減少電容耦合。例子包括四甲基矽烷（4MS）、八甲基環四矽氧烷（OMCTS）等前驅物，用於多孔SiOCH低-k材料 。
- 氮化矽/氮化物薄膜前驅物：如沉積氮化矽（SiN）硬遮罩或間隔物所用的矽前驅物二氯矽烷 (DCS) 或三氯矽烷等，以及沉積金屬氮化物（如TiN、TaN作為阻障層）的金屬有機前驅物，例如四乙基甲胺基鈦(TDMAT) 提供Ti，五氟化鈽(PDMAT)提供Ta 。氮化物薄膜常作為阻障層或介面層，具有高密度和阻濕特性。
- 金屬與金屬間隙填充前驅物：例如鎢（W）前驅物六氟化鎢 (WF₆) 用於 CVD 沉積鎢填充，或鍶、鋁等金屬前驅物沉積金屬閘極或電極薄膜。再如Co、Ru前驅物近年用於沉積自旋記憶體電極或先進銅互連覆蓋層 。貴金屬前驅物（如Tanaka提供的各種Ru有機化合物 ）則應用於下一代存儲器電極和觸媒材料等。
- 其他特殊用途前驅物：包括摻雜前驅物（如B₂H₆、TEPO做磷摻雜）、外延成長前驅物（如 GaN LED 製程中的三甲基鎵 TMGa、三甲基銦 TMIn ）、以及自組裝單分子膜（SAM）前驅物（如FDTS氟化矽烷，用於改善表面性質 ）。隨著新興技術發展，也出現專用於先進封裝或光學塗層的前驅物。
總體來說，前驅物的種類和應用持續擴增，在半導體元件尺寸微縮和3D立體結構盛行的趨勢下，前驅物的重要性與日俱增。透過選擇適當的前驅物化學配方，可精準地控制薄膜的成分與厚度，以滿足先進製程對材料的嚴苛要求。
（2.）前驅物的形態與供應方式