4.1 超紫外光微影技術
4.1.4 商用化設備
2011 年中左右,ASML 宣布將於次年推出量產型的深紫外光微影技術設備,
取代原 NXE: 3100,而設備代號為 NXE:3300B 的設備,卻遲至 2013 年四月還在最 後組裝中尚未送達終端客戶,同時量產能力也未達到原先產品的規格設計37。
4.2 多重電子束(MEB, Multi Electronic Beam)微影技術
這裡提到的多重電子束微影技術是 1990 年代末期到 2011 年,由 Mapper 公司 與台積電合作開發的新技術。相較於超紫外光微影技術,應用多重電子束在微影技 術的出現與發展相對較短。自從 1970 年代以來採用光學曝光方式於微影技術,光
36根據針對 ASML 公司的內部訪查顯示,該公司有 90%的次系統組裝是外包給供應商完成組裝與 驗證後才在公司內部進行最後整機測試,包括最重要的鏡頭都是由 Zeiss 一手包辦。一台曝光機 約需 12-14 周的前置作業,於是與供應商之間的依存關係是相當緊密。
372013 年四月,根據對 ASML 公司的內部訪查顯示,預計達成的能量為 100 瓦特,實際上只達到 50 瓦特左右,產出率部分也只到達 43 (晶圓/小時),距離目標 125(晶圓/小時)還有一段差距。而 依據產業技術地圖預測的高產出率設備卻要求能量為 250 瓦特,產出率為 200(晶圓/小時)以上。
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罩(mask)的製作及應用,與微影技術設備的開發,幾乎是同步地面對技術與生產成 本問題,元件尺寸的縮小,積密度提高,圖案的複雜程度也越高,甚至有「光罩是 魔鬼(mask is devil)」的說法。
早期電子束是以單一電子束應用在光罩的製作上,亦即光罩圖案的刻寫上,但 是由於其產出率慢,於是一直未被考慮成為元件中微影技術的商用技術。
通常光罩與欲轉移的圖案之間有 4:1 的尺寸微縮關係,一套光罩的使用可達數 百次以上,所以可合理地將成本分攤在重複使用上。電子束的光源波長基本上取決 於加速電壓,在奈米尺寸的刻寫上沒有問題,但是,以電子束進行直接刻寫圖案在 晶圓表面的方法,所遇到的瓶頸是產出速率太慢,故雖然電子束技術已有 20 年的 發展,卻直到 1990 年代末,P. Kruit 發展出多重電子束的概念(MEB, multi-e-beam) ,此一發明猶如暗室中的火花現出光亮(Kurit, 1998)。
之後 Mapper 公司在 2000 年成立。台積電(TSMC)並成為早期的投資者之一,
理由是不需要光罩的技術,在藍圖上從單一電子束擴充到九束電子束,並逐步達到 一百零一束電子束以迄一萬三千束電子束38。
在 2006-2011 年之間,Mapper 與台積電共同開發並驗證(proof-of-concept)技術 上與生產應用的可能性39。與超紫外光微影技術相同的是 Mapper 與台積電也不斷 地朝向產出率提升以及生產成本下降的必要超越點。多重電子(MEB) 這項突破性 的(radical)技術,無論是在結構的知識上或者元件的知識上,與過去的微影技術有 差異,但此項技術的開發流程卻不如超紫外光微影技術那樣一開始就有許多的行動
38依據 2013 年的訪談,Mapper 公司尚未提供達到一萬三千束的生產設備,而還是一千三百束的 pre-beta 設備。
39這是從 Mapper 公司網站及該公司在 SPIE 上發表的技術文章得來。Mapper 公司並沒有相較於超 紫外光微影技術的複雜網路關係,基於產品未臻成熟,在 2009 之後才較積極擴大網路的連接。
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者被徵集或動員,必要超越點的判準也是隨著競爭技術(現存的浸潤式微影加上多 重曝光圖案,以及超紫外光微影技術)而變動。
同時多電子束微影技術一開始是以第四代創新管理(整合商業營運)但朝向第五 代管理模式(系統整合與網路結構) 移動,這是從持續增加新聞報導以及技術論文數 目來判斷,Mapper 公司揭露更多的訊息,進行徵集(enrollment)加入技術開發網路 的活動,但動員的力道或許不如超紫外光微影技術,目前幾乎只能透過論文與新聞 報導顯示 MEB 接近達到可生產的必要超越點卻沒有擴大到台積電以外的 IC 製造 商。
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五、創新網路 (Innovation Network)
透過前面文獻的理解與整理,本研究應用觀察法,生命史歷程,行動者網路理 論,以及創新相關的研究,對微影技術進行說明的過程中,某先碰到如何描述創新 創新的動機與所處的環境,也就是(社會)結構問題時,本論文首先給定創新網路 (Innovation Network)這一名詞,再將生命史歷程剖析的過程推理成動態網路變化,
這樣的企圖是要以創新面對的變化等擬為網路結構變化的動因(factor),藉著階段性、
系統性的探索詮釋創新網路架構與變化。
5.1 創新網路的型態
5.1.1 願景驅動網路與利益驅動網路
創新網路的驅動力或說創新發展的動機,本研究認為包含願景驅動 (vision-driven)與利益驅動(interest-driven)兩種。願景驅動通常是在創新發生的初期,由概 念到願景的建立而驅動,之後的發展會是牽涉創新核心活動的範疇擴大,參與者 (行動者)增加,因應利益(interest)的交換與資源分配而成現另外一種驅動力。
利益驅動的理由在於兩項很基本的原則,最大收穫與最小損失,同時創新所處 的網路環境當然不可能是完全靜止不動的,決策的進行往往是在變動的網路結構中 發生。R. J. Landry,N. Amara 及 M. Lamari 以靜態的方式研究 440 家製造業企業在 創新網路上是否具有社會資本的兩階段決策模型 (Landry, Amara & Lamari,
2002)40—事實上隱含對動態變化的適度區隔出階段性—在研究中顯示不是所有的投 資都會有效的配置在利益驅動網路中,沒有一種可歸納的決策模式,但卻顯示出動
40 在這篇文章中總共研究了440家製造商,並以五種的社會資本概念進行研究,商業網路的資產 (assets from business network),資訊網路(information network),研發網路(research network),相關 企業互動與關係的社會資本(participation and relational),認知與互信(cognitive and reciprocal trust) 的社會資本。兩階段決策分別為是否投資創新以及對創新投資的程度。
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態 及 多 階 網 路 結 構 的 形 成 , 對 創 新 的 投 資 如 果 沒 有 成 為 「 被 採 用 (to use) 」 (Edgerton, 1999),那對創新活動而言是無效的投資或資本,這類的投資是對應在 面對不確定性(uncertainty)而進行的決策(Cunningham, 2009)以及網路自身屬性不 明確上(Latour, 2005)。譬如過去在微影技術設備開發中,ASML 公司在 157 奈米 設備上所投注的資源即是一例41。
以圖 6 表示網路結構的階段性變化,原來的網路結構為主要行動者與行動者一、
行動者二為範疇,當行動者三為原有網路所動員而加入(enrollment)形成更新的網路 結構,按照交易成本理論,減少資訊的搜尋成本與增加交易的頻率將會降低交易成 本,如果將經濟面類推為互動關係,則可以說是由於外部橋接轉化為內部鍵結之後,
互動頻率增加,造成包括經濟面與社會結構面互動成本42的下降。
如同第二章中所回顧的行動者網路理論,如何辨別出主要行動者以及網路邊界 是重要的,再來是利益是否可以轉譯為共同的驅動因素,創新網路的資本是否越過 必要超越點。此處所使用的利益,不僅是在經濟面上,也包括法律規範 (legal limitations)或願景驅動,當然也不見得創新網路動態變化一直是快速的,當網路結 構越大,行動者越多,就越是有多階段變化的現象,而變化也可能是遲滯或停頓。
5.2 社會資本與創新網路
過去在社會資本形成上,有兩種動態類型被提出:由 P. S. Adler 與 S. Kwon 提 出的鍵結(bonding)與橋接(bridging) (Adler & Kwon, 2002),這在進一步以網路界
41這是來自於對 ASML 公司內部對 2000-2003 年,157 奈米微影設備開發小組的訪談,他們的研發 團隊在浸潤式微影技術的開發初期,公司決定停止 157 奈米微影設備開發後,就將人員重新配
置於 193 奈米浸潤式微影設備開發及無光罩微影(maskless)技術上,幾乎所有關於 157 奈米技術的 文件、專利、原型設備及若干供應商網路鏈就因為沒被採用而完全變得毫無價值,只有研發團隊 的養成。
42交易成本為經濟資本,由於創新網路的范為,並不涵括全部的社會結構,是故創新網路所牽涉的 社會資本,侷限在創新網路結構中互動關係的發生,本文將互動關係的非經濟成本稱為互動成本。
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定範疇看待時,則可表達為內部鍵結與外部橋接兩種型態。在橋接此一類型下,社 會資本可視為是主要行動者對擴大網路結構的資源訴求,也就是尋求結構洞 (structural holes)的連結(Burt, 2002)。如圖 8 中的行動者 3 (Actor 3) 為例,當主要 行動者的共同利益揭露夠清楚時,即可透過加入網路或動員而使得網路擴大以及資 源增加的目標。在鍵結這一類型下,則是指既存的利益驅動網路中互動關係的強化 與建立,由於是動態過程,所謂內部化(internalized)43與未內部化的鑑別是在共同 利益是否已建立來判定。
回顧 P. Drucker 所提及創新乃是「增加財富的資源或將現存資源投資在具 有將來創造財富上」(Drucker, 1985),也就是創新必然要重視現存資源與新資源 間的連接關係,而這些資源不限囿於以人為中心,而是創新所處的網路結構中,各 種資本的總稱。本文以網路資本表達透過交易與互動關係所呈現的動態關係,說明 創新網路如何在行動者網路中通過必要超越點與網路資本的比較而呈現全貌。
圖 8 從 外 部 橋 接 (external bridging) 到 擴 大 網 路 範 圍 成 為 內 部 鍵 結 (Internal bonding)的動態示意
43在社會學的研究裡,內部化(internalization)是指一組為成員或團體組織接受規範(norms)的過程,
而這樣的規範影響成員的接受與遵守。此處指創新網路中行動者被動加入網路轉變為主動動員的 過程。
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5.3 創新網路資本 (Innovation Network Capital)
至於創新網路資本的概念可說是從社會資本類推而成,包括有形的與無形的資 本,由於限制在創新網路的範圍內,於是必須與社會資本有所區隔,同時表 8 呈現 本研究對創新在網路運作與網路資本(Network Capital)關係的分析,這些資本包括 有形與無形,雖然沒有疊加性(sub-additive),是普遍化的社會資本概念但特例應用 在創新網路上,針對每一必要超越點都有相對應資本的存在,而其他社會成本則不 具創新網路的形成意義。這樣的分析方式供決策者能夠據此而發展資源與配置。
表 8 經濟資本、社會資本與行動者網路的互換形式(Exchangeable Forms)
表 8 經濟資本、社會資本與行動者網路的互換形式(Exchangeable Forms)