‘อุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ไทยแข็งแกร่งต้นน้ำถึงปลายน้ำ’ วลีนี้เป็นได้มากกว่าภาพฝัน

อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ (semiconductor devices) คือ อุปกรณ์ที่สร้างขึ้นจากวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่มีคุณสมบัติกึ่งนำไฟฟ้า เช่น ซิลิคอน ซิลิคอนคาร์ไบด์ แกลเลียมไนไตรด์ โดยอุปกรณ์เหล่านี้เป็นหัวใจสำคัญของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่ต่าง ๆ เช่น สมาร์ตโฟน คอมพิวเตอร์ ทีวีและจอแสดงผล เครื่องใช้ไฟฟ้าในครัวเรือน รถยนต์ไฟฟ้า แผงโซลาร์เซลล์ และระบบเครือข่ายการสื่อสาร ด้วยเหตุนี้ประเทศชั้นนำต่าง ๆ ของโลก จึงแข่งขันที่จะเป็นผู้นำด้านการวิจัย พัฒนา และผลิตอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ เพราะนั่นหมายถึงการได้ครอบครองส่วนแบ่งในตลาดสำคัญระดับโลก ซึ่งคาดว่าจะมีมูลค่าสูงถึงกว่า 70 ล้านล้านบาทภายในปี 2575 โดยปัจจุบันไต้หวัน สหรัฐอเมริกา ญี่ปุ่น เกาหลีใต้ เยอรมนี และจีน เป็นผู้นำของตลาดนี้

ขณะที่ประเทศไทยคือหนึ่งในประเทศผู้นำในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ส่วนปลายน้ำ (back-end หรือ downstream) ที่นำเข้าแผ่นเวเฟอร์ (wafer) ที่มีวงจรรวม (Integrated Circuit, IC) หรือที่มักรู้จักกันในชื่อชิป (chip) มาประกอบ ทดสอบ และบรรจุ (Assembly, Testing, and Packaging: ATP) โดยบริษัทที่ให้บริการด้านการประกอบและทดสอบ (Outsourced Semiconductor Assembly and Test, OSAT) ก่อนนำมาประกอบรวมกับส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์อื่น ๆ เป็นแผงวงจรรวม (Printed Circuit Board Assembly, PCBA) และผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์เพื่อส่งออก นอกจากนี้ไทยยังเป็นฐานการผลิตฮาร์ดดิสก์ไดร์ฟ (Hard Disk Drive, HDD) ที่สำคัญของโลกด้วย โดยในปี 2565 ประเทศไทยมีมูลค่าการส่งออกผลิตภัณฑ์เซมิคอนดักเตอร์ส่วนปลายน้ำสูงถึง 1.3 ล้านล้านบาท

อย่างไรก็ตามหลายคนอาจยังไม่ทราบว่าในส่วนต้นน้ำ (front-end หรือ upstream) ของอุตสาหกรรม ที่ทำหน้าที่ตั้งแต่ออกแบบไปจนถึงการผลิตอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์บนแผ่นเวเฟอร์หรือ wafer fabrication นั้น ประเทศไทยเองก็มีศูนย์วิจัยที่มีบุคลากรศักยภาพสูงทัดเทียมประเทศผู้นำของอุตสาหกรรมนี้ และมีโรงงานผลิตชิปหรือที่เรียกว่าเวเฟอร์แฟบ (wafer fab) ในระดับอุตสาหกรรมเป็นของตัวเองเช่นกัน โดยศูนย์แห่งนั้น คือ ‘ศูนย์เทคโนโลยีไมโครอิเล็กทรอนิกส์’ หรือ ‘ทีเมค’ (Thai Microelectronics Center, TMEC) หน่วยงานในสังกัดสำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) กระทรวงการอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม (อว.)

‘TMEC สวทช.’ Wafer Fabrication แห่งแรกของประเทศไทย

ดร.นิธิ อัตถิ หัวหน้าทีมวิจัยนวัตกรรมพื้นผิววัสดุและอุปกรณ์ไมโครฟลูอิดิก และปัจจุบันดำรงตำแหน่งผู้จัดการโรงงานผลิตชิปของ TMEC อธิบายว่า TMEC ก่อตั้งขึ้นตามมติคณะรัฐมนตรีเมื่อปี 2539 เพื่อเป็นโครงสร้างพื้นฐานด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ ภายใต้การดูแลของ สวทช. บุคลากร TMEC มีความเชี่ยวชาญทั้งด้านการวิจัย พัฒนา และผลิตอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ในระดับอุตสาหกรรม โดยเฉพาะอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ในกลุ่ม MtM (More than Moore) หรือ เซมิคอนดักเตอร์ชนิดมุ่งเน้นเพิ่มฟังก์ชันพิเศษในการทำงาน ซึ่งแตกต่างจากอุปกรณ์เซมิคคอนดักเตอร์กลุ่ม MM (More Moore) ที่มุ่งเน้นการลดขนาดเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการทำงานตามกฎของมัวร์ (Moore’s law)

“โรงงานผลิตชิปของ TMEC ประกอบด้วยห้องสะอาด (cleanroom) ระดับ (class) 100 ขนาด 350 ตารางเมตร และระดับ 10,000 ขนาด 650 ตารางเมตร มีเครื่องจักรระดับอุตสาหกรรมจำนวน 1 สายการผลิต สำหรับผลิตชิปบนแผ่นซิลิคอนเวเฟอร์ (silicon wafer) เส้นผ่านศูนย์กลางขนาด 6 นิ้ว ด้วยเทคโนโลยีการผลิตแบบ CMOS ที่ 500 นาโนเมตร (0.5 ไมครอน) โดยนอกจากการทำหน้าที่วิจัยและพัฒนาอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ชนิดต่าง ๆ เช่น ระบบเครื่องกลไฟฟ้าจุลภาคหรือเมมส์ (Micro-Electromechanical Systems, MEMS) เซนเซอร์ (sensors) อุปกรณ์สารกึ่งตัวนำชนิดกำลัง (power devices) อุปกรณ์ซิลิคอนโฟโตนิกส์ (photonics devices) อุปกรณ์ตัวตรวจจับชนิดซิลิคอน (silicon detector) และอุปกรณ์ไมโครฟลูอิดิก (microfluidics devices) เพื่อสนับสนุนอุตสาหกรรมต่าง ๆ ที่สำคัญของประเทศไทย เช่น การเกษตร ยานยนต์ การแพทย์แล้ว นักวิจัย TMEC ยังดำเนินการรับจ้างวิจัย พัฒนา และผลิตอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ส่วนต้นน้ำให้แก่บริษัทเอกชนชั้นนำจากต่างประเทศมาโดยตลอด โดยขับเคลื่อนธุรกิจผ่านรูปแบบ B2B (Business-to-Business) และสร้างระบบนิเวศให้เกิดการใช้งานของกลุ่มลูกค้าและผู้ใช้ปลายทางเพื่อให้เกิดห่วงโซ่อุปทานแบบ B2C (Business-to-Customer)

“ตัวอย่างผลิตภัณฑ์ที่สำคัญ เช่น เมมส์ไจโรสโคป อุปกรณ์เซนเซอร์สำหรับกำหนดตำแหน่งและทิศทางการเคลื่อนไหวของอุปกรณ์ต่าง ๆ เช่น สมาร์ตโฟน โดรน, เมมส์ซิลิคอนไมโครโฟน ไมโครโฟนขนาดเล็กประสิทธิภาพสูงสำหรับคอมพิวเตอร์ สมาร์ตโฟน และแท็บเล็ต, เมมส์เซนเซอร์วัดแรงดัน สำหรับใช้งานทางการแพทย์ ยานยนต์ และอุตสาหกรรม, เคมีเซนเซอร์และไบโอเซนเซอร์ สำหรับใช้งานทางการแพทย์และการเกษตร, เซนเซอร์ตรวจวัดอนุภาคและรังสีแกมมา เพื่อสนับสนุนการวิจัยทางด้านอวกาศ, อุปกรณ์โฟโตนิกส์ชนิดท่อนำคลื่นซิลิคอน สำหรับระบบการสื่อสารและการส่งสัญญาณความเร็วสูงด้วยแสง, อุปกรณ์ไมโครฟลูอิดิก สำหรับประยุกต์ใช้งานทางการแพทย์, FleXARs (เฟล็กซาส์) ฟิล์มป้องกันการเกาะของสิ่งมีชีวิตบนพื้นผิววัสดุ ที่ประยุกต์ใช้ได้ทั้งงานทางทะเลและการแพทย์”

นอกจากการดำเนินงานข้างต้น TMEC ยังมีพันธกิจสำคัญอื่น ๆ คือ การสนับสนุนการสร้างห่วงโซ่อุปทานและระบบนิเวศสำหรับอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ที่เข้มแข็งและยั่งยืนในประเทศไทย โดยเฉพาะการพัฒนาบุคลากรทักษะสูง การให้คำปรึกษาเชิงเทคนิค และการสานสัมพันธ์สร้างเครือข่ายกับศูนย์วิจัยและบริษัทเอกชนชั้นนำจากทั่วโลก เพื่อนำไปสู่การสร้างระบบนิเวศอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ตั้งแต่ต้นน้ำถึงปลายน้ำที่เข้มแข็งในประเทศไทยต่อไปในอนาคต

TMEC ร่วมวางรากฐานระบบนิเวศในประเทศไทย

ดร.นิธิ อธิบายว่า ปัจจัยสำคัญที่จะทำให้ประเทศไทยมีระบบนิเวศของอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ตั้งแต่ต้นน้ำถึงปลายน้ำที่เข้มแข็งประกอบด้วย 4 เรื่องหลัก เรื่องแรกคือการมีบุคลากรที่มีความเชี่ยวชาญเฉพาะทาง และการมีพันธมิตรด้านเทคโนโลยีการผลิตขั้นสูงที่มีความเชี่ยวชาญด้านการตลาดและธุรกิจเซมิคอนดักเตอร์ เรื่องที่สองคือการมีกลุ่มอุตสาหกรรมการผลิตที่เชื่อมโยงตั้งแต่ต้นน้ำถึงปลายน้ำ โดยเฉพาะอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ ยานยนต์ การสื่อสาร รวมถึงเกษตรและอาหาร เรื่องที่สามคือการมีระบบโครงสร้างพื้นฐานที่มีความเสถียรสูง และเรื่องสุดท้ายที่สำคัญต่อการเติบโตของอุตสาหกรรมอย่างยิ่งคือการสนับสนุนจากภาครัฐในเรื่องงบประมาณและนโยบายที่เกี่ยวข้อง เพื่อให้การดำเนินงานภายในประเทศและการสร้างความร่วมมือกับต่างประเทศเป็นไปได้อย่างราบรื่น สะดวก และรวดเร็ว ช่วยลดต้นทุนด้านเวลาและเพิ่มขีดความสามารถทางการแข่งขัน

“เพื่อเดินหน้าปิดช่องโหว่และวางรากฐานการเติบโตของระบบนิเวศอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ในประเทศไทยอย่างมั่นคง ในไตรมาสที่ 4 ของปี 2567 รัฐบาลได้จัดตั้งคณะกรรมการนโยบายอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์และอิเล็กทรอนิกส์ขั้นสูงแห่งชาติขึ้น โดยมีผู้เชี่ยวชาญจาก TMEC เข้าร่วมเป็นหนึ่งในคณะกรรมการที่จะบูรณาการความเชี่ยวชาญระหว่างองค์กรในการกำหนดนโยบายและเป้าหมายการพัฒนาอุตสาหกรรม พร้อมร่วมจัดทำแผนแม่บทเพื่อการพัฒนาอุตสาหกรรมที่ครอบคลุมในทุกมิติ

“นอกจากนี้กระทรวงการอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม (อว.) ยังร่วมกับสำนักงานสภานโยบายการอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรมแห่งชาติ (สอวช.) สถาบันการศึกษาในระดับอุดมศึกษา และบริษัทเอกชนชั้นนำของประเทศไทย จัดตั้ง Higher Education Sandbox หรือแซนด์บ็อกซ์เพื่อการพัฒนาบุคลากรทักษะสูงโดยเฉพาะด้านเซมิคอนดักเตอร์และอิเล็กทรอนิกส์ขั้นสูง ครอบคลุมตั้งแต่กำลังคนในภาคอุตสาหกรรม นักวิจัย และการผลิตบัณฑิตในระดับปริญญาตรี โท เอก ที่ประเทศไทยยังคงขาดแคลนมาก โดยมีเป้าหมายที่จะพัฒนาบุคลากรให้ได้รวม 80,000 คน ภายในระยะเวลา 5 ปี (2566-2570) ซึ่งในส่วนงานนี้ TMEC ได้รับบทบาทที่สำคัญทั้งการร่วมออกแบบแซนด์บ็อกซ์และการร่วมพัฒนากำลังคน”

การวางแผนขับเคลื่อนงานอย่างเป็นรูปธรรมของประเทศไทยครั้งนี้ถือเป็นสัญญาณดีที่ชี้เห็นว่าการสร้างความเชื่อมั่นและดึงดูดบริษัทชั้นนำของโลกเข้ามาเป็นพันธมิตรทางธุรกิจ ร่วมลงทุน และจัดตั้งโรงงานผลิตเซมิคอนดักเตอร์ส่วนต้นน้ำในประเทศไทยจะไม่ใช่เรื่องยากอีกต่อไป

ดร.นิธิ อธิบายต่อถึงประเด็นนี้ว่า ประเทศไทยมีจุดแข็งที่เป็นข้อได้เปรียบสำคัญเช่นกัน ประเด็นแรกคือการมีอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ส่วนปลายน้ำที่เข้มแข็งมาอย่างยาวนาน ประเด็นที่สองคือการมีโครงสร้างพื้นฐานที่มีประสิทธิภาพและเสถียร ทั้งพลังงานไฟฟ้า ระบบน้ำประปา ระบบบำบัดของเสีย และระบบโทรคมนาคม รวมถึงมีเส้นทางคมนาคมและการขนส่งวัตถุดิบและสินค้าที่มีประสิทธิภาพทั้งทางบก ทะเล และอากาศ ซึ่งจะส่งผลดีเรื่องการช่วยลดต้นทุนการผลิตและเป็นข้อได้เปรียบในการดำเนินธุรกิจเซมิคอนดักเตอร์ในภาพรวม อีกทั้งยังมีปัจจัยรองอื่น ๆ ที่เป็นซอฟต์พาวเวอร์ของไทย เช่น ความเป็นมิตรของผู้คน อาหาร และการท่องเที่ยว ที่มีศักยภาพที่จะดึงดูดให้บุคลากรต่างชาติทักษะสูง และมีประสบการณ์การทำงานในบริษัทเซมิคอนดักเตอร์ชั้นนำระดับโลก มาทำงานและร่วมขับเคลื่อนโรงงานผลิตชิปในประเทศไทยได้

“นอกจากนี้ประเทศไทยยังมีข้อได้เปรียบด้านภูมิรัฐศาสตร์ โดยเฉพาะในสถานการณ์ CHIPS Act ที่ปัจจุบันประเทศผู้นำในอุตสาหกรรมนี้ต้องเผชิญกฎหมายสร้างแรงจูงใจให้ผลิตเซมิคอนดักเตอร์เพื่อสหรัฐอเมริกา ทำให้ประเทศไทยเป็นหนึ่งในประเทศเป้าหมายในการลงทุน ณ ขณะนี้ดังที่สำนักงานคณะกรรมการส่งเสริมการลงทุน (BOI) รายงานว่า ในปีที่ผ่านมา (2567) มีบริษัทกลุ่ม OSAT ชั้นนำจากไต้หวัน จีน และญี่ปุ่นมากกว่า 50 บริษัท สนใจลงทุนตั้งโรงงานเซมิคอนดักเตอร์ส่วนปลายน้ำเพิ่มเติมในประเทศไทย”

อย่างไรก็ตามการที่ประเทศไทยจะก้าวไปสู่การเป็นผู้เล่นที่สำคัญของตลาดโลกได้ จำเป็นต้องพิจารณาวางแผนการลงทุนอย่างรอบคอบ โดยเฉพาะการลงทุนในส่วนของอุตสาหกรรมต้นน้ำ อันประกอบด้วย การสนับสนุนบริษัทสตาร์ตอัปที่รับออกแบบชิป และการลงทุนก้อนโตเพื่อสร้างโรงงานผลิตชิปเพื่อให้ประเทศไทยมีความสามารถที่จะแข่งขันในตลาดโลก

ดร.นิธิ เสนอทิ้งท้ายว่า จากสถานการณ์ความพร้อมของประเทศไทย รัฐบาล ผู้ประกอบการ หรือนักลงทุน ควรเริ่มการลงทุนหรือสนับสนุนการลงทุนจากการสร้างโรงงานผลิตชิปที่มีห้องสะอาดระดับ 100 เพื่อผลิตอุปกรณ์ประเภท MtM เช่น เมมส์, เซนเซอร์, อุปกรณ์สารกึ่งตัวนำชนิดกำลัง และซิลิคอนโฟโตนิกส์ บนแผ่นเวเฟอร์ขนาด 8 นิ้วชนิดต่าง ๆ เช่น ซิลิกอน ซิลิคอนคาร์ไบด์ แกลเลียมไนไตรด์ก่อน โดยการลงทุนนี้จะใช้งบประมาณที่ประมาณ 5 หมื่นล้านบาทต่อโรงงาน เพราะถึงแม้ปัจจุบันผลิตภัณฑ์กลุ่ม MtM จะมีส่วนแบ่งในตลาดโลกที่ร้อยละ 33 หรือมีมูลค่าตลาดรวมประมาณ 23 ล้านล้านบาท ซึ่งน้อยกว่ากลุ่ม MM แต่ในด้านการลงทุนไม่มีความจำเป็นต้องลงทุนโครงสร้างพื้นฐานและเทคโนโลยีการผลิตขั้นสูงในระดับเดียวกับบริษัท TSML ของไต้หวัน เช่น ห้องสะอาดระดับ 1 และ 10, เครื่อง EUVL สำหรับสร้างลวดลายจุลภาคขนาดต่ำกว่า 10 นาโนเมตร, เครื่องจักรสำหรับผลิตชิปบนแผ่นเวเฟอร์ขนาด 12 นิ้ว รวมถึงไม่ต้องแบกรับความเสี่ยงในการเปลี่ยนผ่านเครื่องจักรที่ใช้ผลิตรวดเร็วเหมือนการผลิตอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์กลุ่ม MM นอกจากนี้ยังมีความจำเป็นในการต้องใช้บุคลากรทักษะสูงในการดำเนินงานน้อยกว่ามากด้วย

“ตัวอย่างการลงทุนที่สำคัญ เช่น บริษัทเอฟทีวัน คอเปอร์เรชัน จำกัด กำลังมีแผนจัดตั้งโรงงานผลิตชิปกลุ่ม MtM โดยใช้ซิลิคอนคาร์ไบด์เวเฟอร์ผลิตชิปชนิด power devices สำหรับอุตสาหกรรมยานยนต์ไฟฟ้าในปี 2570 ซึ่งถือเป็นข่าวดีที่อาจก่อให้เกิดการลงทุนโรงงานผลิตชิปส่วนต้นน้ำอื่น ๆ ทั้งในรูปแบบการร่วมลงทุนระหว่างภาครัฐและภาคเอกชน (Public Private Partnership, PPP) และแบบกิจการร่วมค้า (Joint Venture, JV) ในประเทศไทยต่อไป”

จะเห็นได้ว่าด้วยปัจจัยความพร้อมที่ประเทศไทยมี การสร้างระบบนิเวศของอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ตลอดต้นน้ำถึงปลายน้ำอย่างยั่งยืนจะไม่ใช่ภาพฝันอีกต่อไป ขอเพียงภาครัฐและภาคเอกชนไทยร่วมกันวางแผนกลยุทธ์ที่มีประสิทธิภาพ และเริ่มเดินหน้าทำตามแผนตั้งแต่วันนี้ ประเทศไทยจะยังเป็นหนึ่งในประเทศที่มีบทบาทสำคัญในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ในตลาดโลกได้แบบไม่ตกขบวน และนั่นจะก่อให้เกิดการสร้างคน สร้างงาน สร้างรายได้หล่อเลี้ยงประเทศต่อไปในระยะยาว

สำหรับผู้ที่สนใจติดตามรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับ TMEC ได้ที่ www.tmec.or.th

เรียบเรียงโดย ภัทรา สัปปินันทน์ ฝ่ายสร้างสรรค์สื่อและผลิตภัณฑ์ สวทช.
อาร์ตเวิร์กโดย ภัทรา สัปปินันทน์