半導體構裝技術應用新浪潮
我國是全球第一大半導體構裝產業供應國，2018年全球半導體構裝材料市場規模約為172.6億美元，而我國構裝材料市場需求預估約35.4億美元，所需產品的比重仍以IC載板與導線架為主力，其次是線材與模封材料。隨著IoT與5G技術發展趨勢，國際大廠無不戮力著眼於5G商轉的機會，2020年
日本東京奧運將會是各大電信業者競相展現5G應用實力的舞台，例如穿戴式產品、網路傳輸通訊、物聯網、家電整合，以及車用通訊等各樣新產品。在5G應用大架構下，除了手持裝置、穿戴式裝置、高速運算系統外，電動車也是未來重要發展載具之一。在車用電子應用上，功率元件/模組與各式功能感測器封裝需求越來越強，新封裝材料與製程技術需符合車用電子元件/模組之高可靠度、高溫/高濕環境的考驗，並要滿足於高功率環境操作下之節能封裝技術需求。材料是功率模組封裝製程中相當關鍵的技術之一，模組化產品功能與封裝材料的品質及特性具有密切關聯性。目前全球各大材料廠商紛紛透過與系統廠異業結合，積極投入未來能源轉換模組開發。
「我國構裝材料產業現況與發展先進材料的策略」一文指出，2018年全球半導體構裝材料市場規模約為172.6億美元，比起2017年的167.7億美元小幅增加了2.9%。市場的數據也透露出除了傳統的導線架構裝仍有相當比重的需求外，先進構裝製程的需求已經開始了。先進構裝製程主要是指扇出型晶圓級封裝(FOWLP)，雖然各材料在傳統的BGA封裝時代也是不可或缺，但是應用在扇出型晶圓級先進構裝製程時，其規格與要求更是嚴謹。台灣構裝材料市場需求因著經濟環境與景氣不明的詭譎氣氛環繞，下游終端產品的不確定性增加，致使2019年半導體市場需求不增反而微幅下跌，預估到2020年有機會因為5G通訊的需求而回穩，如何把握新通訊時代來臨所帶來的商機與策略應用是本文探討的重點。
隨晶圓製程精密化，晶片前段製程已持續微縮至40奈米，甚至10奈米、7奈米，然載板的精密配線水準尚在10~20微米上下，此兩者間的密度差距漸擴大，為增加多顆堆疊晶片與載板、PCB間的I/O數，扇出型封裝(Fan-out Packaging) 因具備薄型化、低功耗之優點，近年來逐漸受到產業界矚目。「扇出型封裝市場趨勢與工研院面板級封裝平台技術介紹」就扇出型封裝之應用與技術發展趨勢做一介紹。有鑑於面板級扇出型封裝(FOPLP)之技術需求，工研院運用舊世代LCD產線轉型進行封裝技術開發之經驗，將可作為國內舊世代LCD產線轉型半導體封測製程之參考評估。
構裝技術已從早期的輕薄化與低成本之晶圓級晶粒尺寸封裝(WLCSP)，轉向大面積化、高密度、多晶片封裝整合之扇出型晶圓級封裝技術(FOWLP/PLP)。目前台灣半導體產業供應鏈上游的關鍵材料與後端的封裝材料，其相關技術專利仍掌控於美、日等大廠手中，國內材料廠商需竭盡全力提升自我研發能力，期能有效掌控核心技術與專利。「大面積模封材料技術與發展」說明半導體構裝技術演進與市場趨勢、材料技術發展與特性需求，並介紹工研院材化所針對大面積模封材料技術開發研究與相關光電構裝驗證平台之能量建置。
「模組構裝之內埋電容技術」一文指出，隨著科技快速發展，未來的電子產品除了外觀、重量要輕巧，內在則須朝著多功能性、高頻應用的趨勢發展。電子產品模組構裝中包含許多如電容器等被動元件，占據不小的空間，為了順應產品輕量化、薄型化及效能提升之高速訊號傳輸的趨勢，SMD元件內埋及高頻應用化之技術需求，更加顯得重要。內埋電容技術除了能有效縮小整個模組構裝的空間，更重要的是在高頻範圍內，內埋式去耦電容可以達到優異的去耦效果，維持電源完整性(PI)。積層陶瓷電容器(MLCC)雖然為相當成熟之技術，但面對未來民生及電子產品在薄型化、小型化與高頻應用的需求，必須突破傳統思維，整合新材料、新設計及新封裝製程結構，針對內埋概念及封裝技術投入創新概念與開發，方可提升在未來國際電子被動元件市場之產業優勢。
產業創新新材料立足台灣放眼全球
台灣化學工業與石化產業2018年產值各約4兆及2兆新台幣，約占台灣製造業28.6%及14.3%。近年來政府石化產業政策朝向「質在內、量在外」發展，再加上美國頁岩氣/油新料源風暴對於亞洲石化業的影響正要發威；緊接著而來的原油直接轉製成化學品(Crude Oil to Chemicals)新製程技術，也會在不久的未來衝擊既有東北亞（含台灣）以輕油為原料裂解製程的石化生產體系。可預知的未來，以大宗泛用民生用產品為主的經營策略會面臨激烈的挑戰，有必要及早跨入高質應用材料及其所需原料進行布局發展。同時在國際產業發展的新趨勢有電動車、綠能（太陽光電、風力發電）、循環經濟等，對於高機械物性、輕量化、耐候，以及熱塑易回收再製的高分子材料需求日益殷切；而政府積極推動太陽光電、風力發電綠能、電動車、軌道車產業，並同步積極改善國內空氣品質PM2.5問題，因而提供國內業者跨入對應所需之輕量化複材、耐高溫微粒濾材/袋、耐候/耐高溫工程級高分子材料發展應用驗證的機會，立足台灣放眼全球市場。
「特用塑膠與其相關應用市場簡介」一文整理並分析，「不斷增加的輕量化需求」、「發動機尺寸縮小」和「車輛電氣化」等新出現的需求是高性能塑膠市場未來發展的重要驅動力量。在材料加工技術方面，3D列印的發展正在加速航空航天產業對高性能塑膠的需求；電動汽車與5G產業開啟了電池與5G零組件中的高性能塑膠應用至電池模塊、電池外殼、墊圈、連接器和傳感器、電路板、封裝材料、晶片材料等需求。特用塑膠在台灣的市場發展仍偏重於工程塑膠，含氟塑膠與高性能塑膠則因為台灣沒有氟產業及主要商業化生產技術均掌控在外商公司之因素，造成含氟塑膠與高性能塑膠產業鏈無法成形。近年來由政府投入大量資金於「石化高值化計畫」中，已開發出部分高性能塑膠的生產技術，如能搭配電動車、汽車輕量化、5G產業的趨勢及3D列印技術在工程上的應用，則將可建構部分高性能塑膠的自主產業鏈。
樹脂基纖維強化複合材料可分為熱固型與熱塑型兩大類。在環保意識高漲，循環經濟成為熱門議題的當下，熱塑複材因加熱會再次軟化，具有可塑成型性、量產性、再加工性高及可回收再利用等特性，有機會陸續地部分取代現行難以回收再利用的熱固型複合材料。雖然熱塑型纖維強化複合材料具有諸多優勢，但實際上仍有技術困難點需要克服與突破，「熱塑碳纖輕量複材發展近況」一文介紹近幾年熱塑型纖維強化複合材料的研究課題與進展，以提供未來業界相關可能應用需求參考。
全球對環境保護的意識越來越強烈，各國對於產業推行環保的力度也越來越大。鋼鐵、水泥、發電、焚化等工業對於耐高溫過濾的需求將會逐步增加，而耐高溫纖維濾材是消耗品，市場對其必有一個持續且穩定的需求量。「聚苯硫醚(PPS)纖維於高溫濾袋除塵應用」一文指出，聚苯硫醚材料目前主要應用領域包括塗料、環保產業（過濾除塵袋）、機械加工、化工防腐蝕、電子電氣元件和汽車零部件等，而臺灣在自主原料端及產品端仍多仰賴進口，因此耐高溫原料聚苯硫醚，如何朝向高純度（低/無鹵素與金屬鹽殘留）、低副產物、聚合轉化率高於90%的製程，以及國內企業如何擴大產能、降低價格，將會是聚苯硫醚材料下一步發展的重點。而因應全球推動PM2.5之空氣汙染管制，亟需建立高溫高效能過濾材技術與檢測驗證系統，以作為臺灣推動過濾產業群落效應擴散的示範性標竿。
近來高分子的耐候需求應用領域日漸廣泛，舉凡如綠能產業的太陽能電池模組耐候部件、風力發電耐候部件、輕量化電動車/耐候外板部件等，皆採用了大量的耐候高分子材料。「耐候工程塑膠與綠能產業創新應用」介紹耐候高分子材料的設計研製與國外耐候工程塑膠的發展現況。未來5~10年，在新能源輕量化汽車、綠能、建築等終端耐候用途的驅動下，耐候塑料用量將會日益升溫。目前工研院材化所率先創新導入耐候新結構Nylon工程塑膠常壓製程共聚材料，其具有優異之耐候、耐久與機械性質，未來有機會應用於戶外需要長期耐候/耐久/耐蝕特性製品，如綠能產業（太電/風電/輕量化EV外板件）等部品，極具發展潛力，期能對國內相關業界有所助益。
主題專欄
人物專訪「從韓非子到熱力學的管理技法」專訪工研院材化所林正良顧問談其帶領大型科技專案的心法。1992年，林正良開始擔任經濟部技術處科技專案的總計畫主持人，這也是政府在化工領域第一個大規模的整合型計畫。直到2019年從材化所副所長屆齡退休，在這段期間中由林正良主導、設計與執行的科專計畫，總經費高達數十億元，衍生出的產業效益更超過百億元，同時幾乎每年均囊括優等計畫、優良主持人等各式獎項。本文將分享林正良由研發到計畫運籌帷幄，最終連結市場展現產業效益的歷程，希望對讀友能有所啟發與收穫。
光電/顯示專欄「從ITRI起步，micro-LED決戰電競世界毫秒商機」一文介紹工研院由點、線、面，逐步建構台灣micro-LED產業鏈的發展歷程。2016年，工研院籌組「巨量微組裝產業推動聯盟」(CIMS)，積極串聯台灣顯示器、半導體、檢測設備與系統整合廠商，整合micro-LED跨領域技術。接著於2017年著手建構全台首座作為研發與量產銜接的micro-LED巨量組裝Pilot Line實驗室；再於2019年建置先進micro-LED高精度製程實驗室，完成接續磊晶到產品的試產平台。未來不單能協助國內大型傳統顯示業廠商快速跨足micro-LED市場，同時，亦可補上以往中小型IC設計公司設計之顯示產品雛形小批量量產產能缺口。從工研院起步，繼布局大型顯示、AR/MR微顯示後，台灣將進一步掌握micro-LED顯示器量產關鍵技術，決戰電競世界毫秒商機！
光電/顯示專欄「高透明主動式有機發光二極體顯示器技術」從近年來發展蓬勃的透明顯示技術出發，並針對主動式透明有機發光二極體顯示器技術進行深入介紹，剖析其優缺點與未來發展。此外，藉由高透明陰極與高透明背板技術，工研院成功完成17吋透明AMOLED顯示器雛形品開發，其最大穿透度71.7%、平均穿透度70.6%、面板均勻度90.4%、平均面板亮度483.2 nit（30%負載）。該直視型透明顯示器可應用於即視資訊互動系統，將虛擬資訊與實體影像疊合，並讓使用者經由觀察、觸控與背景實物透過虛擬資訊進行互動，以實現未來智慧生活上之擴增實境應用。
近來因數位轉型趨勢與AIoT風潮影響各產業發展，特別是零售業逐步走向全通路模式，並以客戶體驗為中心提供全新的互動服務，傳統的數位看板也因此走向智慧化看板，其除了零售業以外還提供各項垂直應用領域新的競爭發展優勢，包括交通運輸、飯店、企業、教育和博物館等。市場瞭望專欄「智慧化數位看板應用發展趨勢」整理並分析智慧化數位看板在主要應用場域下的發展趨勢。整體而言， 數位看板最大宗應用的零售業逐漸進化成智慧看板，主要是因AIoT風潮下加速產業數位轉型的腳步，不僅牽動整個零售生態系統的技術、產品、服務、系統、營運模式變革，也改變了業者的經營哲學。隨著AI技術進展，也將結合更多機器學習和流程優化的方式提高產量，減少人力勞動成本，提升運營效率。預期未來將有更多新場景、新技術、新典範形塑而成的智慧看板創新模式，為企業帶來產品與解決方案新商機。
工研院於六甲院區設置精密塗佈試量產工廠，導入有用的製造業改善工具，經過五年協助產業界試量產，已經成功將實驗室樣品快速達到產業商品化的品質需求，並達成先期量產，有時效地取得市場，得到國際大廠客戶優先採用。延續上期，光電/顯示專欄「光學膜製造之精進」闡述多年光學膜製造經驗及有效地導入管理制度的作法，並如何有效地將田口實驗運用於製造產線的品質改善上，使產品良率在一年內提升兩倍以上。期能提供管理生產線的工程師們，得到一些實用的改善手法及管理工具，實際協助產業在光學膜製造上得到顯著進步，提升產業競爭力，將具國際競爭性產品加速推展上市。
熱門專利組合本月推出工研院材化所三類八項優質專利組合。「工程塑膠專利組合」精選熱塑性硫化體TPV技術、熱塑性聚醯胺彈性體、無/低鹵聚苯硫醚PPS材料技術、工業用纖維複合材料；「散熱材料技術專利組合」包括低熱阻抗介面材料技術、金屬熱界面材料；「鋁質電容專利組合」推出去耦合元件技術、內埋式電容技術。材化所技術豐富多元，歡迎業界與材化所智權加值推廣室（03-5913737）聯繫洽談。
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