โฟโต้เรซิสต์จากชีวมวลไม้ (^o^)♪

ช่วงปลายปี 2024 มีการจัดงานบรรยายสรุปธุรกิจชีวมวลสำหรับนักลงทุนสถาบันครับ นี่คือสคริปต์จากเอกสารชุดนั้น เป็นข้อมูลของเมื่อ 2 ปีก่อน ผม (Masao) รู้สึกว่าการประกาศผลการทดสอบเมื่อวันก่อนถือเป็นก้าวสำคัญสู่การผลิตเชิงพาณิชย์เลยครับ (^o^)♪ ทุกคนลองอ่านสคริปต์นี้กันดูนะครับ (^o^)♪(^o^)♪(^o^)♪

【สคริปต์】

ก่อนอื่น ขออธิบายเกี่ยวกับแนวโน้มตลาดกึ่งตัวนำ (Semiconductor) ครับ อย่างที่ทุกท่านทราบดีว่าความต้องการในตลาด Semiconductor กำลังเติบโตขึ้นเรื่อยๆ จากปัจจัยด้าน Generative AI และระบบขับขี่อัตโนมัติ โดยคาดการณ์ว่ามูลค่าตลาดจะแตะ 1 ล้านล้านดอลลาร์ในปี 2030 และจากการขยายตัวของตลาดนี้เอง ทำให้ปัจจุบันมีความต้องการชิปที่มีประสิทธิภาพสูงขึ้นไปอีกครับ

ผมขออธิบายเกี่ยวกับ Photoresist ซึ่งเป็นหนึ่งในวัสดุสำคัญที่ใช้ในการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ครับ Photoresist คือวัสดุไวแสงที่ใช้ในการสร้างรูปแบบวงจร (Circuit Pattern) ของเซมิคอนดักเตอร์ โดยทั่วไปจะประกอบด้วยโพลิเมอร์ สารไวแสง และตัวทำละลายครับ

ภาพนี้แสดงให้เห็นถึงขั้นตอนการใช้ Photoresist ในกระบวนการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ครับ เริ่มจากนำ Photoresist มาเคลือบลงบนเวเฟอร์ (Wafer) ที่สร้างชั้นฉนวนไว้แล้ว จากนั้นจะฉายแสงผ่าน Photomask ที่มีรูปแบบวงจรเซมิคอนดักเตอร์อยู่ลงไปยัง Photoresist ซึ่งขั้นตอนนี้เรียกว่าการฉายแสง (Exposure) โดยส่วนที่โดนแสงจะเกิดการเปลี่ยนแปลงบางส่วน จากนั้นส่วนที่เปลี่ยนแปลงจะถูกกำจัดออกในขั้นตอนการล้างอัดรูป (Development) และในขั้นตอนการกัดชิ้นงาน (Etching) จะใช้ Photoresist ที่เหลืออยู่เป็นแม่แบบในการกำจัดชั้นฉนวนออก สุดท้ายเมื่อกำจัด Photoresist ที่ไม่จำเป็นออกแล้ว ก็จะได้รูปแบบวงจรเซมิคอนดักเตอร์ออกมาครับ ในการผลิตเซมิคอนดักเตอร์จริงๆ ได้ยินมาว่าต้องทำขั้นตอนนี้ซ้ำหลายสิบครั้งกว่าจะได้เซมิคอนดักเตอร์ออกมาหนึ่งชิ้นครับ

สำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพของเซมิคอนดักเตอร์นั้น จำเป็นต้องทำให้รูปแบบวงจรมีความละเอียดสูงขึ้น (Miniaturization) ซึ่งก็คือการทำให้รูปแบบวงจรเล็กลงนั่นเองครับ เรื่องนี้จำเป็นต้องอาศัยนวัตกรรมทางเทคโนโลยี ทั้งเครื่องฉายแสง (Exposure Equipment) และตัว Photoresist ที่เปลี่ยนสภาพเมื่อโดนแสงครับ

เพื่อให้เทคโนโลยีการย่อขนาดนี้พัฒนาขึ้นไปเรื่อยๆ ในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์จึงมีการจัดทำ Roadmap สำหรับเทคโนโลยีการย่อขนาดขึ้นมาครับ

ปัจจุบันมีการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ล้ำสมัยในระดับ 3 นาโนเมตร (3nm) และมีแผนจะเข้าสู่ระดับ 2 นาโนเมตรในปี 2025 โดยมีแผนที่จะผลิตรุ่นที่ล้ำหน้ายิ่งขึ้นไปอีกในแต่ละปีที่ผ่านไปครับ และเครื่องจักรที่สามารถสร้างรูปแบบวงจรที่เล็กที่สุดได้ก็คือ เครื่อง EUV Exposure ครับ

EUV ย่อมาจาก Extreme Ultraviolet ซึ่งใช้แสงที่มีความยาวคลื่น 13.5 นาโนเมตรครับ ปัจจุบันเครื่อง EUV Exposure รุ่นนี้สามารถสร้างความกว้างเส้นวงจรที่เล็กที่สุดได้ที่ 13 นาโนเมตร อย่างไรก็ตาม เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในอนาคต จำเป็นต้องสร้างรูปแบบที่เล็กยิ่งกว่าเดิม ดังนั้นเครื่อง EUV Exposure รุ่นถัดไปที่เรียกว่า High-NA คาดว่าจะเริ่มเข้าสู่ตลาดในช่วงปี 2027 ครับซึ่งจะทำให้สามารถสร้างรูปแบบวงจรที่ละเอียดขึ้นได้ถึงระดับ 8 นาโนเมตร และในขณะเดียวกัน ก็จำเป็นต้องมี Photoresist ที่รองรับเครื่องฉายแสงรุ่นนี้ด้วยครับ

ต่อไปผมขออธิบายคุณสมบัติของ Biomass Resist ของบริษัทเราครับ อย่างแรกคือ เป็นวัตถุดิบไบโอแมสจากเนื้อไม้ที่กินไม่ได้ (Non-edible Biomass) อย่างที่สองคือ วัตถุดิบนี้ปราศจากสาร PFAS (PFAS-free) และอย่างที่สามคือ ให้ความละเอียดสูงรองรับเครื่อง EUV Exposure รุ่นถัดไปได้ครับ ผมจะขออธิบายรายละเอียดของแต่ละคุณสมบัติให้ฟังครับ

เริ่มจากเรื่องวัตถุดิบไบโอแมสจากเนื้อไม้ที่กินไม่ได้นะครับ เราผลิต Resist ผ่านกระบวนการนำวัตถุดิบไบโอแมสที่สกัดจากไม้มาทำปฏิกิริยาโพลิเมอร์ไรเซชัน (Polymerization) ทำให้เป็นสารละลาย และผ่านการทำให้บริสุทธิ์ครับ ซึ่งนี่คือสามารถรักษาคุณภาพได้ในระดับที่อุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ต้องการ ถือเป็น EUV Resist รูปแบบใหม่ที่สร้างขึ้นด้วยเทคโนโลยีแรกของโลกที่ผสมผสานทั้งความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและประสิทธิภาพสูงเข้าด้วยกันครับ

คุณสมบัติถัดไปคือการทำให้วัตถุดิบเป็นแบบ PFAS-free ซึ่งช่วงนี้เรื่อง PFAS ถูกหยิบยกมาเป็นข่าวบ่อยมากครับ PFAS คือชื่อเรียกโดยรวมของสารประกอบฟลูออรีนอินทรีย์ ซึ่งเป็นสารที่ย่อยสลายยากและกังวลกันว่าอาจสะสมในร่างกายจนส่งผลกระทบต่อสุขภาพได้ ด้วยเหตุนี้ ทั่วโลกจึงเริ่มเข้มงวดกับกฎระเบียบด้าน PFAS มากขึ้นเรื่อยๆ ในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์เองก็เช่นกันครับ ที่จำเป็นต้องพัฒนา Photoresist แบบ PFAS-free ขึ้นมา แต่เดิมนั้น Photoresist สังเคราะห์มาจากพอลิเมอร์และตัวทำละลายอย่างที่ได้กล่าวไป แต่ลำพังแค่พอลิเมอร์อย่างเดียวเมื่อโดนแสงแล้วพลังงานจะไม่เพียงพอ ทำให้ไม่สามารถทำงานในฐานะ Photoresist ได้ จึงจำเป็นต้องเติมสารไวแสงที่มีส่วนผสมของ PFAS เข้าไป เพื่อให้มันตอบสนองต่อแสงและทำงานเป็น Resist ได้นั่นเองครับ

ในขณะที่ Biomass Resist ของเรานั้นตัวพอลิเมอร์จากมวลชีวภาพ (Biomass) เองมีพลังในการย่อยสลายเมื่อถูกแสงสูงมาก ดังนั้น Biomass Resist ของเราจึงสามารถทำงานในฐานะ Resist ได้แม้จะไม่มี PFASก็ตามครับ นี่คือจุดเด่นของ Resist ตัวนี้

คุณสมบัติต่อมาคือการรองรับเครื่องฉายแสง EUV รุ่นถัดไป โดยให้ความละเอียด (Resolution) ที่สูงมากครับ อย่างที่บอกไปว่า Photoresist แบบเดิมจะมีสารเติมแต่งที่มี PFAS ผสมอยู่ ทำให้เกิดปัญหาเรื่องความเข้มข้นที่ไม่สม่ำเสมอภายในฟิล์ม Resist เมื่อเราต้องสร้างลวดลายที่ละเอียดมากๆ อย่างที่ได้อธิบายไปก่อนหน้านี้ ก็จะเกิดพื้นที่ที่ไม่มีสารเติมแต่งเลยตรงช่วงกลาง หรือมีสารเติมแต่งไปกองอยู่ตรงขอบ ทำให้เกิดความต่างของความเข้มข้น จนมีจุดที่สร้างลวดลายได้บ้างไม่ได้บ้าง ส่งผลให้การสร้างลวดลายขนาดจิ๋วทำได้ยากมากในระดับเลเยอร์นั้นๆ ครับ

แต่ในทางกลับกัน Biomass Resist ของเรานั้นด้วยการที่ไม่มีสารเติมแต่งเหล่านี้ จึงทำให้มีความสม่ำเสมอและสามารถสร้างลวดลายที่ละเอียดได้ ด้วยเหตุนี้ Biomass Resist จึงสามารถทำความละเอียดได้สูงมากนั่นเองครับ

จากตรงนี้ ผมขออธิบายเกี่ยวกับแนวโน้มตลาด Semiconductor Photoresist ครับ อย่างแรกเลยคือ เมื่อตลาดเซมิคอนดักเตอร์เติบโตขึ้น ขนาดตลาดของ Photoresist ก็ขยายตัวตามไปด้วยอย่างต่อเนื่อง โดยคาดการณ์ว่าตลาด EUV Photoresist จะมีมูลค่าสูงถึงประมาณ 1 แสนล้านเยนในปี 2030 ครับจริงๆ แล้ว Photoresist มีทั้งแบบ Positive และ Negative ครับ แบบ Positive คือการสร้างลวดลายบน Resist ให้เหมือนกับต้นแบบ ส่วนแบบ Negative จะได้ลวดลายที่กลับด้านกับต้นแบบ แม้ว่าทั้งคู่จะเป็น Resist ที่สำคัญ แต่ปัจจุบัน EUV Resist ยุคถัดไปส่วนใหญ่จะเป็นแบบ Negative ส่วนแบบ Positive นั้นมีน้อยมาก ซึ่ง Biomass Resist ของเราก็ได้รับความสนใจจากตลาดในจุดนี้อย่างมากครับ

ถัดไปขออธิบายเกี่ยวกับแผนธุรกิจครับ ปัจจุบันอยู่ในเฟสการวิจัยและพัฒนา (R&D) และอยู่ในขั้นตอนที่ลูกค้ากำลังประเมินผลอยู่ เราวางแผนที่จะเริ่มทำธุรกิจในเชิงพาณิชย์ช่วงปี 2028 ซึ่งเป็นช่วงที่เครื่องฉายแสง EUV ยุคถัดไปจะเริ่มเข้าสู่ตลาด หลังจากนั้นจะขยายไลน์สินค้าเพิ่มเติม โดยตั้งเป้ายอดขายต่อปีไว้ที่ 1 หมื่นล้านเยน ภายในช่วงปี 2030 ครับ

ที่ผมกล่าวถึงการขยายไลน์สินค้าเมื่อสักครู่นี้ ไม่ได้หมายถึงแค่การเพิ่มไลน์ของ Biomass Resist เท่านั้นแต่เราตั้งเป้าที่จะเพิ่มสัดส่วนการใช้ Biomass ในกระบวนการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ให้มากขึ้นในอนาคต โดยมีแผนที่จะนำเสนอการใช้ Biomass ในส่วนของตัวทำละลาย (Solvent), น้ำยาย่อย (Developer) และน้ำยาล้าง (Rinse) ด้วยครับนั่นคือสิ่งที่เราตั้งใจจะดำเนินการต่อไปครับ

ยอดชม 5794 ครั้ง