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The Next Big Thing 點燃產業新亮點

  • 許嘉妡
SEMI-FlexTech貴賓及講師合影

新竹訊

軟性混合電子(Flexible Hybrid Electronics) 對半導體產業帶入的嶄新商機,在物聯網、智慧製造、智慧醫療、穿戴式裝置、更輕薄多工的行動裝置等議題驅動下,各式各樣小型、輕量化、高機能的電子裝置紛紛現身,各種更柔軟可撓曲形狀的軟性電子產品需求開始浮現,內部元件包括感測器、顯示器、電路板、電池等,也都必須具有軟性特質。

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軟性混合電子技術持續發展,將會擴大穿戴式裝置市場的空間並帶來新商機。

根據IDTechEX,軟性混合電子市場在2027年前成長至734.3億美元,而台灣作為全球電子產業重鎮,在此一領域布局也已相當深厚。

根據混合電子整體市場趨勢與創新設備材料,捷普科技(JABIL) Dr. Girish WABLE提及,數位革命正在發生,隨著IoT的發展,物聯網及穿戴式裝置風潮興起,由於IoT感測、監控與應用裝置內部電路板不僅軟體密集度高,電路載板複雜度亦超越現有裝置,讓軟性混合電子成為炙手可熱的下一世代技術。

軟性混合電子和感測器帶動了電子設備的尺寸外形趨於輕薄和獨特,並具備可彎曲、服貼、節能、低功耗等特性,電子產業勢朝向革命性的產品設計升級,催生軟性混合電子於航太、消費電子、醫療保健、車用電子和工業自動化等領域的技術開發與產品應用,更催生許多數位生態系統,如智慧城市、智慧醫療等。

關於可撓型顯示器 (Flexible Displays) 的市場趨勢及機會,IHS Markit 謝勤益研究總監提到,螢幕依然是目前智慧型手機發展主要的創新趨勢,如無邊框全螢幕、指紋辨識、多邊或圓角邊框切割、可撓式設計等,相較於 LCD 面板,AMOLED (Active-matrix organic light-emitting diode) 面板具有厚度薄、重量輕、自發光、高效率、高對比、高色彩飽和度、反應速度快、可撓曲等特色,已取得大部分技術優勢,在可撓式設計上,目前已經發展到雙側邊曲面 (Curved Type) 設計。

未來將持續推動可彈性彎曲 (Bendable Type)、可捲式 (Rollable Type)設計與可折疊式 (Foldable Type),除殺手級的應用、情境設計與外型設計尚未完善外,晶片、電路板、電池等關鍵元件技術也需一併突破。

電子紙應用隨著技術升級不斷創新,現今除了電子書、智慧標籤等產品應用之外,穿戴式裝置、行動裝置等相關先進技術商品,逐漸在我們生活、教育領域、商業當中發揮其影響力。元太科技 (E Ink) Dr. Michael McCreary指出,電子紙不但提供了近似紙張的閱讀介面,在加入手寫功能後,更是超越紙張。

透過電泳顯示技術(Electro-Phoretic Display;EPD),將電子墨水塗佈在一層塑膠薄膜上,再貼覆上薄膜電晶體 (TFT) 電路,經由驅動 IC 控制,形成像素圖形,相較於與其他顯示器,更具優異的低耗電、類紙張、陽光下可視等特性。

電子紙是反射式、雙穩態的顯示技術,即使移除供電來源,電子紙顯示器上的畫面仍然能持續顯示,不會消失。即有在更換畫面時,才需要消耗電力,長期下來,將較於相同尺寸的 LCD 顯示器看板,其具有非常優異的節電性能。在視覺上看起來與傳統紙張幾乎無異,故能創造護眼、節能的效益。

工研院電子與光電系統研究所胡紀平副所長說明,近年來有機半導體於製程和材料上的技術突破以及導電性質的提升,使得有機半導體於軟性電子產品應用上,已達到可商業化量產的程度。

軟性電子產業商機潛力無窮,根據工研院的產業研究預估,2018 年整體電子紙面板市場值將達 120 億美元,年複合成長率達 57%,到了 2022 年後全球軟性電子產品產值將達650億美元,軟性顯示器及軟性綠色能源將愈來愈廣泛被應用。

未來以連續捲軸式 (Roll-to-Roll) 技術為基礎的印刷電子,將廣泛應用在燃料電池、太陽能電池、RFID、感測器、電池、燈具等,工研院亦於2007年啟用全國首座軟性電子量產開發實驗室,以建立 Roll-toRoll 整線試量產平台為根基,開發各項軟電元件整合技術,包括 OLED 照明,超薄觸控面板,大面積壓力感測器等。

日本產業技術總合研究所 (AIST, Japan) Dr. Toshihide Kamata 分析,軟性混合電子技術持續發展,將會擴大穿戴式裝置市場的空間並帶來新商機。穿戴式裝置強調貼近人體工學,在整機設計與零組件搭配上斤斤計較重量、體積。為滿足舒適度,穿戴產品對軟性零組件、可撓式設計的需求也更為殷切。

透過可撓式顯示技術方面,除具可彎曲度與耐衝擊特性之外,可撓式觸控介面與可撓電池技術亦將帶來更多創新應用與服務,如應用在動態捕捉的力量 / 壓力 / 延伸感測器、具感測器的紡織類服裝或鞋襪類,或應用在鞋墊、床墊來偵測腳底或身體的受力分布。穿戴式裝置也可應用在個人照護或疾病及時診斷上,如血糖量、感染性疾病等檢測。

軟性混合電子實現輕量、低功耗且同時具備感測、供電與通訊能力的電子產品基石,藉由SEMI 及 FlexTech(國際半導體產業協會及軟性混合電子產業聯盟,SEMI-FlexTech) 於日前首次在台北國際會議中心舉辦為期一天的軟性混合電子國際論壇暨展覽 (FLEX Taiwan),邀請以上全球領導研究機構、企業及講師分享上午議程-從市場趨勢、創新設備材料、先進製程技術、產品應用商機等面向切入,協助台灣業者在這波軟性混合電子商機中洞察先機,提高國際競爭力。

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