日本馬桶大王成AI晶片熱潮受益者?TOTO靠「這一技術」切入晶片製程供應鏈
隨著人工智慧(AI)應用快速擴散,資料中心建設與記憶體晶片需求同步升溫,這股浪潮的受益者正悄悄擴散至半導體供應鏈之外。日本老牌陶瓷衛浴大廠 TOTO,便因切入半導體關鍵零組件領域,意外成為 AI 熱潮下的焦點企業之一。
根據《日本時報》報導,自去年 11 月下旬以來,TOTO 股價明顯走高,累計漲幅已超過 35%,其中 1 月 22 日單日更大漲 11%,表現遠優於日股大盤。
高盛指出,市場資金湧入的主因,在於 TOTO 所生產、用於晶片製程的靜電卡盤需求顯著升溫。
高盛分析師進一步指出,TOTO 有望迎來明顯的獲利成長,因此已將其投資評等由「中性」調升至「買入」。
該行認為,在記憶體產業供需持續吃緊的環境下,靜電卡盤作為關鍵零組件,正為 TOTO 帶來結構性利多。公司方面也坦言,AI 資料中心擴建潮,正直接推升相關產品的訂單動能。
事實上,TOTO 早在 1980 年代便開始跨足半導體領域,著手開發高性能精密陶瓷元件,其中核心產品正是靜電卡盤。
不過,這項業務長年獲利有限,直到近年半導體市場全面擴張,相關產品才在 2022 會計年度後迎來快速成長,並逐步導入先進製程應用。
從財務表現來看,TOTO 公布的 2025 會計年度上半年(截至 2025 年 10 月 31 日)財報顯示,包含半導體業務在內的「新領域」事業營收達 296 億日元(約 1.9 億美元),年增幅高達 137%;營業利益則達 129 億日元(約 0.83 億美元),年增 142%,成長動能相當強勁。
所謂「新領域」業務,主要涵蓋陶瓷相關產品與環境建材兩大類。其中,陶瓷業務以半導體用陶瓷零組件、光通訊設備為主;環境建材則包括陶板、鏡片等產品。
近年來,與半導體製程高度相關的陶瓷產品,尤其是靜電卡盤,已成為該部門最主要的營收與獲利來源。
TOTO 在財報中指出,受惠於半導體市場環境改善及資料中心需求擴大,整體銷售表現持續增溫。
一方面,晶片製造商加速投資新設備,帶來新增訂單;另一方面,設備商維持高稼動率,也推升既有設備的零組件替換需求。
公司先前曾設定目標,希望在 2025 會計年度使半導體相關新事業部門的營業利益達到 250 億日元(約 1.6 億美元)。而僅上半年便已繳出約 0.83 億美元的成績,顯示實際市場需求已明顯超出原先預期。
靜電卡盤是什麼?半導體製程的關鍵零組件
在半導體製造過程中,晶圓必須在多道製程中被穩定固定,才能順利完成加工、量測與組裝等作業。
為了達到這個目的,產線上會依不同原理與結構,使用各類卡盤裝置,常見類型包括機械卡盤、真空卡盤,以及靜電卡盤。
其中,靜電卡盤因具備高精度、低損傷等特性,已成為先進半導體製程中不可或缺的關鍵設備。
所謂靜電卡盤,是透過靜電吸附原理,將晶圓牢固吸附於卡盤表面,同時可搭配背面吹氣系統進行溫度調控。
這類卡盤能在高真空與電漿環境中穩定運作,並維持超潔淨條件,因此廣泛應用於薄膜沉積設備、刻蝕機、離子注入機與量測設備等高階半導體製造工具之中。
從運作機制來看,當晶圓接近通電中的靜電卡盤時,其內部電荷會重新分布,正負電荷分別被吸引至對應極性的電極位置,藉由庫侖力產生吸附效果,使晶圓緊密貼附於卡盤表面。
依吸附原理不同,靜電卡盤主要可分為庫侖型(Coulomb type)與 J-R 型(Johnsen-Rahbeck type)兩大類。
現代半導體製程涵蓋微影、清洗、氧化、刻蝕與薄膜沉積等多個階段,而在離子摻雜、離子注入、物理氣相沉積(PVD)、化學氣相沉積(CVD)等工序中,對晶圓固定穩定性與潔淨度的要求尤為嚴格。
因此,多數關鍵製程皆仰賴靜電卡盤來確保晶圓在加工過程中不產生位移或污染。
值得注意的是,在深紫外光(DUV)微影製程中,由於是在常壓或浸沒式液體環境下進行,通常可透過真空系統來維持晶圓平整度,並不需要使用靜電卡盤。
然而,極紫外光(EUV)微影則完全不同。EUV 採用波長僅 13.5 奈米的光源,極易被空氣吸收,因此必須在高真空環境中運作。
在此條件下,靜電卡盤相較真空吸盤更具優勢,不僅適用於高真空環境,也能提供更穩定的吸附力,進而降低晶圓變形,提升圖層對準與臨界尺寸的控制精度。
在材料選擇方面,靜電卡盤主要採用氧化鋁陶瓷或氮化鋁陶瓷作為表面材料。其中,氧化鋁陶瓷因製程成熟、成本相對較低,目前仍是市場主流。
然而,隨著製程節點不斷微縮,對散熱性能的要求日益提高,具備更高導熱能力的氮化鋁陶瓷,正逐漸展現其技術優勢。
相較於氧化鋁陶瓷,氮化鋁陶瓷在導熱性、熱膨脹係數、機械強度與電氣絕緣性能方面表現更佳,更符合先進半導體製程的需求。
不過,由於氮化鋁屬於共價化合物,自擴散能力較弱,純淨氮化鋁粉末在一般燒結條件下不易形成致密結構,進而影響導熱效果。
目前業界的主要解決方式,是在燒結過程中加入適量燒結助劑,例如氧化鈣或氧化釔,以促進氮化鋁的燒結反應,提升材料整體導熱性能。
隨著燒結技術持續進步,氮化鋁陶瓷製成的靜電卡盤,未來有望逐步取代傳統氧化鋁陶瓷,成為高階半導體製程的主流選擇。
技術門檻高,市場長期由美日廠商主導
由於靜電卡盤在半導體設備中價值占比高、技術門檻嚴苛,目前全球市場主要由美國與日本企業壟斷。
主要供應商包括美國的應用材料 (AMAT-US) 與科林研發 (LRCX-US) ,日本的新光電氣(Shinko Electric Industries)、TOTO、NTK CERATEC、京瓷與日本礙子,以及韓國的 MiCo、AEGISCO、KSM、LK Engineering 等企業。
依 QYResearch 統計,2021 年全球靜電卡盤市場銷售額前三名分別為應用材料、科林研發與新光電氣,市占率依序達 43.86%、31.42% 與 10.20%,顯示市場集中度相當高。
市調機構 QYResearch 預估,全球靜電卡盤市場規模將由 2022 年的 17.9 億美元,成長至 2028 年的 24.1 億美元,年複合成長率約 5.1%。
衛浴工藝轉化為半導體優勢
TOTO 能在高技術門檻的靜電卡盤市場站穩腳步,關鍵在於其多年累積的陶瓷成型與燒結經驗。
公司將原本用於高階衛浴產品的陶瓷技術,成功轉化為具備高強度、抗裂性與耐等離子體特性的半導體材料。
此外,TOTO 也曾借鏡檢測馬桶表面瑕疵的高精密顯微技術,用於改善靜電卡盤良率問題,最終成功大幅提升產品品質與產能。
為鞏固競爭優勢,TOTO 持續加大對陶瓷材料的投資。2020 年,公司斥資 118 億日元在日本大分縣興建新陶瓷產線,近年陶瓷業務員工人數也增加約兩成。
未來,TOTO 亦計畫將觸角延伸至封裝與切割等半導體後段製程,因應 3D 堆疊等新技術對基板材料的需求變化。
TOTO 目標在 2025 會計年度,使半導體相關新業務部門的營業利益達到 250 億日元。
公司管理層強調,儘管半導體產業存在景氣循環,但在 AI、資料中心與電子設備需求長期成長的趨勢下,該業務仍將持續倍數擴張。