半導体の製程が進化し続ける中、7ナノメートル以下のウェハ価格は高騰しており、モールの法則を維持しつつコスト効率も保つため、国内外の大手メーカーは高コストの課題を解決するためにあらゆる手段を尽くしています。その解決策の一つは、桃園市楊梅区の小さな工場「フィルネン」での実験にあります。
フィルネンは2014年に設立され、微細汚染（AMC、Airborne Molecular Contamination）の防止サービスを提供しています。フィルター材料の研究開発により、空気中の見えない気体分子の沈着を防ぎ、無塵室内での汚染による設備消耗品の頻繁な交換やウェハの低い製造良率を防ぎます。製造プロセスの各段階で非常に精密な先進製程ウェハの製造において、コスト管理の重要な役割を果たしています。
2021年6月、フィルネンは株式公開を果たしました。当時、主力製品である「抽出式フィルター」は国内の先進製程の市場シェアの5割を獲得していました。2022年には、初めて10億台湾元の売上高を達成し、わずか9年間で素晴らしい成績を収めました。
微小な汚染物の防止とは何か、そしてなぜ先進的な製造プロセスで必ず行う必要があるのでしょうか？
創業者兼社長の黄銘文は、中山大学で化学の修士号を取得し、大学院時代に微量機器分析を専攻し、空気中の肉眼では見えない気体分子を研究しました。卒業後、黄氏は台湾積体電路製造（TSMC）の分析部門に加わり、空気中の汚染源を特定し、防止するための業務を行ってきました。また、スウェーデンのフィルター製造大手であるカムフィル（Camfil）でも勤務し、キャリアを通じて常に微汚染防止に関わってきました。
濾能が創業初期に小さな鉄の箱に籠もっていた時から、黄銘文と親しくなった会計士の于智帆は、「黄銘文は自己発展した中小企業の経営者ですが、非常に実務的で、退屈なエンジニアではありません。」と表現しています。
大企業を離れて起業に踏み切った理由について尋ねられると、黄銘文は職業生活中に未来の道をはっきりと見ていたと述べています。「製造プロセスが進化し続ける中で、クリーンルームにおける汚染対策がますます重要視されるようになり、この市場は将来的に爆発する可能性があります。」
黄銘文がTSMCに加わったのは2000年初頭であり、当時は微汚染防止は主に露光機の黄光領域に焦点を当てていました。露光機は、レンズの原理を利用して回路をウェハ上に露光させる重要な機器であり、光のエネルギーが非常に強いため、気体汚染分子の活性も高まり、レンズ上に付着しやすくなりました。これにより露光効率が低下しました。
レンズが多くの汚染物質を吸着した場合、清掃が不可能となり、新しいレンズセットに交換する必要があり、再設定には約2〜3か月かかります。露光に失敗したウェハも廃棄する必要があり、生産性とコストに影響を与えます。これが晶片工場が微汚染物質を全力で阻止する理由です。
黄銘文は2006年以降、ウェハ製造の精度が向上するにつれて、微汚染防止が全域に広がっていったことを振り返り、「後で封止する段階でも、微汚染防止が必要になりました。」と述べています。
しかし、半導体工場が外国企業からフィルターを購入することは長年の慣行であり、重要な技術も国内にはなかったため、黄銘文は創業初期に苦労しました。幸いなことに、晶圓大廠から深夜にかけての電話があり、濾能が先進製程のサプライチェーンに参入する道を開き、濾能は三つの戦略で転機を迎え、国内の有名なウェハ工場および米国および台湾系のメモリ大手の注文を獲得することに成功しました。
緑色への攻略法：ウェハ工場への侵入、大手メーカーへの挑戦の秘策を公開
第一の手段は、抽出式のデザインのフィルターであり、破壊してから新しいものを生み出します。
黃銘文の回想によれば、「2016年のある風の強い夜、突然ウェハ工場から電話がかかってきました。」当時、夜勤のエンジニアが工場内で微小な汚染を発見し、サポートが必要でした。しかし、当時の工場は外国の大手メーカーから供給された濾過器であり、深夜には誰もいなかったため、濾過器自体も一体成形のモジュール設計であり、「1つのセットはおそらく25〜30キログラムであり、交換すると10〜20セットになります。」と述べました。これは設備エンジニアにとって単独で完了不可能な任務でした。
しかし、濾能は取り外し式の設計を採用しており、1枚の濾過器は1キログラム未満であり、交換時には交換部分を引き抜くだけで済みます。これは、コンピュータ内のグラフィックカードを取り出すのと同じくらい簡単であり、モジュール全体を交換する必要はありません。「当時のウェハ工場は、製品の交換が簡単な利点を見出しました。さらに、エンジニア1人が10枚を持ち上げることができ、高所作業は比較的安全で、伝統的な方法はおそらく1セットが足を抜くだろう。」と黄銘文は述べています。
その革新的な点は、「気密性」が多くの濾過器開発者が重視する概念であるため、取り外し式の設計は根本的な挑戦であり、「濾過器の設計者にとって、概念の変化は簡単ではありませんでした。」と彼は語ります。海外の代工業者は最初から「不可能だ」と明言しました。
濾能の方法は、密封を中心としたものではなく、材料を基にしており、ウェハ工場の気密基準を満たすために、より良い微小な汚染の防止効果を達成するための最適なフィルタ材料を開発しました。黄銘文は分析しています。「私たちはフィルタメーカーではなく、途中から参入した会社なので、『これは簡単だ！』と思えるでしょう。」
また、この機会により、ウェハ大手メーカーが濾能の利点を認識し、濾能が自由に活動できるようになりました。濾能は着実に地歩を築き、他のウェハ製造業者からの注文も増えています。
濾能的作法則是透過材料著手，在符合晶圓廠氣密的標準下，研發出最適合的濾材以達到更好的微污染防治效果，而非以密封為核心。黃銘文分析：「因為我們不是由小做到大的濾網廠，是半路殺進去的廠商，會覺得『 這就簡單啊！』的想法。」
也因為這次的機緣，讓晶圓大廠看見濾能的優點，讓濾能得以大展拳腳。濾能也慢慢站穩腳步，拿下更多來自其他晶圓製造商的訂單。
第二の手段は、フィルタの柔軟な配置です。
以前、台湾系の利益志向のメモリ工場では、作業員から無塵室内に異臭がするという不満が相次ぎ、工場長は濾能に問題解決を依頼しました。黄銘文は、その会社がA/Bテストを行うための小さな実験室を設置し、テレビCMでおむつの吸水力などをテストするように、作業員に濾能と外国の大手メーカーのフィルタのろ過効果を「ブラインドテスト」させました。
黄銘文によれば、大手メーカーのフィルタはすでに密封されており、臭いを除去するフィルタは最上位に配置されていて移動できないため、「私たちは臭いをろ過するフィルタを最下層に配置しました。驚くべきことに、苦情がまだあるものの、例えば8人いた人数が4人に減少しました。このような理由で採用されました。」
この場合、濾能の取り外し可能なフィルタが鍵となり、顧客の要求に応じて随時変更できるため、濾能は無料で顧客の微小な汚染を測定し、顧客の心を掴み、徐々にそのメモリ工場の主要サプライヤーになり、工場のシェアは80％に達しました。
第三の手段は、フィルタの回収と再利用です。
使用済みのフィルタを再生することは、黄銘文がキャリアの中で悟ったアイデアです。「以前、顧客からよくフィルタを使い切った後の処理方法について不満を言われました。」一体型のフィルタには金属の枠が付いているため、顧客はまず切断しなければなりませんが、濾能の抽出式設計では、フィルタの交換のみで外枠の交換は不要であり、廃棄物の発生を減らすことができます。
さらに、濾能は再生の方法を通じて、フィルタ材料を再利用し、廃棄物を60％以上削減しています。再利用できないフィルタ材料は、廃棄物から派生した燃料（RDF、refuse derived fuel）に再加工され、バイオマスエネルギー発電用に使用されます。燃焼後の残渣は、環境に優しい高圧ブリックに変えられ、100％のゼロ廃棄経済を実現します。
于智帆による分析によれば、この濾能のソリューションは、現在のESG（環境、社会、ガバナンス）のトレンドの中で、大手半導体メーカーのESG実行に非常にプラスの影響を与えます。これは、濾能の差別化されたアプローチが、外国のフィルタ大手メーカーとの競争力を高めるだけでなく、台湾の地域性を考慮すると、より少ない炭素排出量を生み出すということを意味します。
自社生産率の向上！濾能は月産10万枚に向けて前進し、さらに国際市場に進出する予定です
于智帆の分析によれば、現在の濾網の販売が濾能の主要な収入源であり、同時にウエハー大手の濾網交換プロジェクトの入札にも参加しており、濾網の実際の使用状況を把握し、顧客のニーズをより理解しています。「濾能はこの分野で必ずしも利益を上げるわけではありませんが、その目的は、濾能の従業員が工場内にいることで、顧客の使用状況や解決すべき問題を把握できるようにすることです。」
濾能は国内の自社生産率を積極的に向上させています。于智帆は次のように明かしています。「この需要は現在非常に大きく、濾能の業績がまだ爆発的な成長に至っていないのは、生産能力にまだ制限があるためです。」
現在、濾能の月間生産能力は約6万枚であり、生産能力を向上させるために、マスクのろ過層の工場への戦略的投資を行い、地元のサプライヤーを育成しています。また、濾能は2021年に南科に工場建設プロジェクトを開始し、今年中に投産される予定であり、初期段階では月産5万枚の生産を計画し、段階的に10万枚以上の水準に拡大していきます。
将来を展望して、黃銘文は近い将来、顧客が海外に進出するにつれて、「営業担当者を派遣する予定です。」また、濾能は現地企業との協力を計画しており、台湾以外の市場を開拓し、この緑のビジネスチャンスに迅速に対応し、引き続き成長を図る予定です。
