5G新浪潮 毫米波通訊關鍵材料大進擊
行動通訊每十年演進一個世代，2020年進入5G世代將翻轉社會及產業結構，超密集網路將會是很重要的5G應用場景；而在超密集網路中，大量的小型基站將被布建，藉以服務人潮聚集之場合。預期2022~2023年間毫米波通訊技術將逐漸成熟，我國目前雖為全球電子產業生產重鎮，在面對未來5G行動通訊與物聯網等新世代高頻、高功率、高可靠性等需求下仍有許多挑戰。本期「毫米波通訊高值關鍵材料與整合應用」技術專題簡介部分相
關毫米波關鍵材料技術，期能加速結合產業界研發力量，共同努力推動國內業者成為國際5G主要關鍵材料、元件及模組供應商。
採用毫米波頻段部署5G網路，是5G網路與4G網路最大的差異點之一，也是發揮5G大頻寬特性的重點技術。目前全球5G商用服務中，美國、南韓、日本、義大利、台灣等國家已釋出毫米波頻段，其他國家則規劃陸續於2021年後釋出。隨著美國、南韓等國家推出5G毫米波服務後，加上3GPP的IAB技術有助於加速5G毫米波網路的建置，預期市場上將陸續出現5G毫米波潛在應用服務，並帶來毫米波基地台、智慧終端等市場商機。「5G毫米波通訊市場趨勢」整理了5G毫米波通訊技術重點，以及全球5G毫米波通訊網路部署概況、通訊設備廠商布局與市場規模預估。
有鑑於目前全球電子產品朝向輕量化、小型化、無線化及高頻化的方向發展，導致工作頻率及資料傳輸流量大幅上升，未來的銅箔基板材料，亟需降低介電損耗以降低訊號之傳遞損失，而未來幾年將逐步邁入5G的時代，勢必會引爆更大的低損耗PCB材料需求。「低損耗基板材料技術」介紹目前低損耗基板材料的發展趨勢及應用的方向。隨著高階終端產品更高規格化的需求，高頻材料必須隨著演進，其技術發展真正的內涵就是高頻高速化、薄型化及多功能化。另外，隨著在毫米波頻段應用的需求日益增加，近一兩年相關低介電、低損耗、高Tg的非PTFE基板材料的開發腳步以及推出的速度亦將加快，業界與研發單位皆應持續積極投入開發高階產品以保持競爭優勢。
未來電子產品朝高頻、高速、多功能等方向提升，電子元件亦需搭配往高密度微小化、輕量化和高腳數化發展，主體之印刷電路板為了符合元件與構裝技術之成長需求，勢必朝更高密度配線、線路微細化、高尺寸安定性、多層化來突破。對於保護印刷電路板線路及阻焊功能的關鍵材料—防焊油墨，也將往更高的解析度及耐熱性發展。「防焊油墨材料」一文介紹防焊油墨材料基本概念，以及目前國際上主流之防焊油墨供應商材料技術資訊。防焊油墨材料雖九成以上為日商市場，但工研院材化所長期以來投入防焊油墨材料技術之開發，從傳統液態防焊油墨至近年來熱門的IJP型防焊油墨與高頻防焊油墨，皆有關鍵材料技術布局。
「超薄均熱板之接合技術發展」一文指出，目前超薄均熱板被視為5G高傳輸設備之最佳散熱方案。超薄均熱板是利用內部兩相蒸發和冷凝之現象，來將熱量被動地傳遞到整個均熱板平面上。超薄均熱板為了可以廣泛地使用在5G電子設備上，就必須降低製造成本和可以大量生產。目前超薄均熱板之接合技術，包含擴散接合、雷射焊接和共晶接合，但這些接合技術對於超薄均熱板造成製造工藝複雜化、低生產效率和高製造成本之限制性。文章並介紹工研院材化所開發的超薄均熱板之低溫固液擴散接合技術，此技術可大幅降低製造成本，並達到施行大批量生產之需求。
國內5G行動通訊已於2020年7月正式上路，目前主要電信商之佈建頻段以Sub-6G為主；然毫米波頻段亦已於3GPP確立，主因為現行毫米波技術所需克服之問題眾多且不確定性過高，在優先提高頻寬條件下，Sub-6G頻段成為目前各國電信業者之主要首選。然在後續完備mMTC與低延遲等特性需求下，未來需仰賴提升通訊頻率至毫米波頻段，以擴增傳輸頻寬與降低訊號延遲。對應提高無線通訊之操作頻率至毫米波頻段，首先面臨的問題在於材料對電磁場訊號之關係，進一步需有效了解材料於毫米波頻段下其介電特性之行為。「毫米波材料介電特性量測技術」介紹現有市場材料之各種介電量測技術，並展示工研院材化所自行開發之相關毫米波頻段材料介電特性量測平台，此平台可依照客戶進行相關客製化與自動化量測需求，並同步建立相關材料樣品準備技術。
ESG投資浪潮下 機能性紡織品發展新趨勢
全球近年興起企業社會責任ESG投資浪潮，代表著企業在未來的經營中，須更專注在碳排放及能源使用的效率、供應鏈廠商生產線對環境的衝擊等議題。企業永續經營的號角不斷在紡織服飾產業響起，與快時尚潮流同時並存，根據消費趨勢資訊機構發布的全球消費者趨勢報告指出，未來時尚消費將會追求具有道德責任且可循環的產品。消費者購買時在意的不再僅限於品牌，還可能是一整條生產鏈。也因此，國際品牌商的採購策略已走向集中於具垂直整合能力、且擁有產能的大廠，方可高度掌握生產流程以符合此消費潮流。而全球紡織產業亦朝此面向精神來精進生產技術，維持機能性紡織品在全球品牌與通路商供應鏈的產業競爭力。未來全球將有愈來愈多的紡織品生產供應鏈會朝向綠色、環保、生質、永續的技術精進，利用創新技術減低產品對環境造成的衝擊，而環保及節能減排紡織品將是未來紡織技術發展的必要趨勢。
隨著全球紡織產業環保意識抬頭，能大幅減少資源耗費以及碳排放產生的數位印花技術逐漸取代傳統染整技術。根據WTiN報導，2019年全球數位印花紡織品產量已達到21億平方米，預估到2022年將達50億平方米，年複合成長率為20%。數位印花是高單價、特殊應用、少量多樣化的產品，台灣許多紡織大廠皆已投入相關生產技術開發。「環保節能數位印花發展趨勢」一文從紡織數位印花簡史、紡織數位印花設備及製程介紹、紡織數位印花市場分析等面向，帶領讀者瞭解這項極具未來成長性的技術。
隨著人們對於環境永續發展日漸重視，紡織品是否環保也逐漸成為消費者關注的項目，其中，生物可分解纖維便成為環保紡織品的重要原料。生物可分解纖維是指曝露在空氣中不會分解，但在適當環境下，可被微生物消化利用並進一步分解之纖維材料，是一種兼具環境友善與環境永續發展的綠色纖維材料。「環保紡織品—生物可分解纖維的發展趨勢」針對生物可分解纖維材料的發展與趨勢進行介紹，以了解生物可分解纖維材料的應用潛力與未來發展。目前可生物分解纖維在價格上雖仍然相對偏高，且生物分解速度亦有再加速的需要，但若能進一步突破，必會對生物可分解纖維推廣大有助益，且有助紡織產業擺脫造成環境汙染之名，成為低汙染和低衝擊的環境友善產業。
紡織產業與其特用化學品相依相存，部分因對環境汙染而飽受爭議，歐盟陸續採取了許多控管方式，使紡織製程朝向永續、環保、零危害的方向。面對紡織業被認為是世界上汙染最嚴重行業的問題，積極處理已是全球共識。隨著綠色科技與製程演進，許多以前無法替代的高風險具危害化學品陸續有替代品，包括使用綠色纖維、綠色染料和助劑、綠色溶劑、環境友善且優化具高效的加工處理、無毒製程、紡織品/化學品與水的回收系統並且消除有害化學物質的排放等做法。纖維與染料皆為綠色紡織品之開發起點與關鍵環節，更是紡織產業上游的重要原料。「綠色化學品在紡織品上的應用」一文介紹了綠色纖維與染料技術在紡織上的發展趨勢、現況與未來應用。
「機能粉體增強染料放光在紡織品之應用」介紹具有吸收UV轉成可見光增強染料發光的粉體於紡織品的應用。將此粉體與高分子混摻，形成具有吸收UV轉成可見光增強染料發光的織物，篩選螢光染料，組合設計出粉體/染料配方，開發出受UV照射激發出之放光能量得以增強染料放光的效應，並分析其螢光光譜及可見光穿透率光譜。進一步探討透過吸收UV粉體之織物與特殊螢光染料結合轉光機制，使其能加強織物在可見光區光波之放光與穿透率。在訴求遮蔽NIR隔熱、抗UV兼具色彩增豔等紡織品的市場趨勢下，此技術在戶外休閒服飾品上極具發展優勢。
主題專欄
聚亞醯胺(PI)材料因其特殊的結構，具有優異的熱、機械、化學及電氣特性，普遍應用在電子與光電產業領域，是一個重要的關鍵材料。本期「高分子的百年盛事」特別報導推出「『細』與『戲』說聚亞醯胺材料技術」，文中介紹聚亞醯胺材料在國內的研發歷程及應用推廣方向與成果，並以FPC材料產業作為其應用成功的案例，剖析PI材料技術的產業化過程，期提供一個由實驗室研發到產業化的成功經驗，給從事新創產業研發的讀者一個可以參考的模式。
光電/顯示專欄本期聚焦發光材料與智慧照明議題，共推出三篇專文。有機發光材料是OLED面板的關鍵材料之一，其在OLED面板成本占比約為12%，市場競爭小、毛利率高，是OLED產業鏈中技術門檻最高的領域。市調資料指出，OLED發光材料市場規模於2019年為10.38億美元，2022年將成長到12.95億美元，更有報導樂觀預估，OLED發光材料市場規模在2022年將成長至超過30億美元。OLED因逐漸克服早期被詬病的材料壽命問題，才能成功進入商品化，然材料特性及成本仍有很大的改善空間，如藍光材料的效率、壽命仍需提升或需開發更低成本的新材料等，「OLED發光材料進展」一文主要介紹近幾年OLED材料研發中較受關注的TADF（熱活化延遲螢光）材料及溶液製程材料之進展與市場趨勢。
印度棗為台灣高雄與屏東地區的特產水果，過去印度棗夜間光照多是利用螺旋燈泡或日光燈照射，由於植物對紅、藍光質的吸收與生長較為顯著，螺旋燈泡的光質並非為印度棗所需，因此對人工光源更進一步精進開發為重要議題。「LED人工光源於印度棗夜間光照之應用」比較印度棗使用LED光源與傳統螺旋燈泡之夜間電照的生長差異，並發展適用印度棗生長條件的LED光源模組，用來影響印度棗之開花及產期，降低現有印度棗使用螺旋燈泡補光耗能的問題。LED光源模組可依設計調整不同光質的發光條件，並透過機構設計防水功能，相較螺旋燈泡更適合戶外露天環境，提升農民使用時的便利性。另外透過光學模擬軟體，分析果園植株數量與LED光源模組的設置位置，使印度棗植株能更均勻吸收光能量，進而提升開花率與結果率，有助提升果實品質與降低夜間光照的電費。
LED已經取代傳統照明成為現今照明市場光源主力，國際大廠紛紛投入具有高價值的智慧照明產業。「人因光與可見光通訊智慧照明系統應用」一文先以智慧照明近年來的趨勢發展做為介紹，接著佐以智慧健康教室人因光環境應用研究，說明智慧健康教室系統對使用者喜好度由原本狀態54%提升為75%，並做可見光通訊介紹與應用，讓讀者能快速了解產業發展現況及方向，期望有興趣的讀者能共同努力為智慧照明產業盡一份心力。
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