在生產(chǎn)資訊連結(jié)與可視化、設(shè)備健康診斷與預(yù)測維護(hù),及結(jié)合人工智慧、機械學(xué)習(xí)、與影像資訊的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用方案領(lǐng)域,已逐漸形成智慧制造應(yīng)用焦點
![臺灣智慧制造相關(guān)產(chǎn)業(yè)生態(tài)系由公部門、公協(xié)會組織/聯(lián)盟、研發(fā)組織、學(xué)術(shù)機構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)組織組成。[source:IEK Consulting (2018/07)]](/news/2018/11/15/1959259240S.jpg) |
臺灣智慧制造相關(guān)產(chǎn)業(yè)生態(tài)系由公部門、公協(xié)會組織/聯(lián)盟、研發(fā)組織、學(xué)術(shù)機構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)組織組成。[source:IEK Consulting (2018/07)] |
根據(jù)工研院觀察,現(xiàn)今臺灣已發(fā)展出具規(guī)模的智慧制造生態(tài)系,并在機械、金屬零組件、紡織、電子與泛半導(dǎo)體等關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)加速應(yīng)用擴散。工研院產(chǎn)科國際所機械與系統(tǒng)研究組經(jīng)理熊治民表示,因應(yīng)大趨勢走向,國家與制造業(yè)的策略思考可從四大層面來看:如何克服限制因素提升產(chǎn)業(yè)競爭力?如何善用新技術(shù)與推動創(chuàng)新?面對消費市場成長與多元化需求,如何滿足客戶價值爭取市場?如何透過國家政策措施激勵和協(xié)助產(chǎn)業(yè)發(fā)展?
對臺灣制造業(yè)來說,發(fā)展智慧制造應(yīng)用方案與進(jìn)行產(chǎn)業(yè)應(yīng)用擴散,是協(xié)助產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型與國家加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要契機。臺灣已在過去多年來建立的機械、自動化與系統(tǒng)整合、資通訊硬體與軟體產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)上,形成包含產(chǎn)、官、學(xué)、研各界私人企業(yè)、組織與機構(gòu),以及透過多元化的互動模式,建構(gòu)出具規(guī)模的產(chǎn)業(yè)生態(tài)系。
根據(jù)工研院IEKConsulting報告指出,構(gòu)成智慧制造生態(tài)系核心的應(yīng)用方案供應(yīng)商類型包括:工具機、產(chǎn)業(yè)機械、機器人等生產(chǎn)相關(guān)設(shè)備制造廠商;感測器、控制器、滾珠螺桿、線性滑軌等關(guān)鍵零組件制造廠商;工業(yè)電腦、物聯(lián)網(wǎng)硬體裝置等硬體制造廠商;電腦輔助工程軟體、制造與企業(yè)管理資訊軟體、物聯(lián)網(wǎng)與云端應(yīng)用軟體、巨量資料與人工智慧軟體等軟體開發(fā)廠商;生產(chǎn)、檢測、倉儲等自動化系統(tǒng)整合,以及設(shè)計、制造、管理等企業(yè)價值活動資訊系統(tǒng)整合廠商;物聯(lián)網(wǎng)及云端服務(wù)、無線通訊設(shè)施服務(wù)廠商。
熊治民經(jīng)理觀察分析,近年來,智慧制造應(yīng)用方案廠商與國內(nèi)的研發(fā)法人,已針對機械、金屬零組件、紡織、電子與泛半導(dǎo)體等關(guān)鍵產(chǎn)業(yè),透過自主研究、產(chǎn)學(xué)研合作、國際合作等模式,推出眾多具有實際產(chǎn)業(yè)效益的解決方案;特別是在生產(chǎn)資訊連結(jié)與可視化、設(shè)備健康診斷與預(yù)測維護(hù),以及結(jié)合人工智慧(AI)、機械學(xué)習(xí)(ML)、與影像資訊的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用方案領(lǐng)域,相關(guān)智慧制造應(yīng)用方案已逐漸被制造業(yè)者采用。
然而,制造業(yè)者(特別是中小企業(yè))在導(dǎo)入與建構(gòu)智慧制造應(yīng)用方案時也面臨諸多問題,包括企業(yè)需要發(fā)掘真實的營運生產(chǎn)關(guān)鍵問題,并探索可協(xié)助解決問題的智慧化方案;依據(jù)本身需求、資源(人力、財力、風(fēng)險承受能力)與發(fā)展時程,評估(含技術(shù)與經(jīng)濟(jì)可行性)、選擇適當(dāng)?shù)膽?yīng)用方案進(jìn)行導(dǎo)入;掌握充分的技術(shù)與應(yīng)用方案特性及外部合作夥伴資訊,以進(jìn)行方案導(dǎo)入評估與決策。
半導(dǎo)體設(shè)備及下世代顯示設(shè)備發(fā)展態(tài)勢
臺灣高科技設(shè)備是半導(dǎo)體與顯示器產(chǎn)業(yè)的重要支柱。2017年,半導(dǎo)體與顯示器產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值約3.8兆,影響這兩大產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵因素都是在制程設(shè)備。2018年臺灣高科技設(shè)備產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值成長15%,約新臺幣1,900億元。2020年產(chǎn)值突破新臺幣2,200億元。工研院產(chǎn)科國際所資深產(chǎn)業(yè)分析師葉錦清觀察,兩大產(chǎn)業(yè)制程設(shè)備與關(guān)鍵零組件由美、日、荷為主要供應(yīng)國,掌控超過75%,而韓國與中國大陸廠商因政府政策支持積極布局相關(guān)設(shè)備與關(guān)鍵零組件,然而中國大陸半導(dǎo)體設(shè)備自給率約15%,需求量遠(yuǎn)高於供給端,以及其制程約落後國際大廠五年以上,臺商可把握機會切入市場。
半導(dǎo)體封裝需求在近十年來一直由智慧型手機的需求所引領(lǐng),更快的處理速度、更多的功能整合但卻要更薄、更省電的IC晶片,葉錦清表示,IC封裝技術(shù)朝向應(yīng)用驅(qū)動和先進(jìn)封裝發(fā)展。隨著萬物聯(lián)網(wǎng)的世代來臨,未來會有更多的終端產(chǎn)品需求,例如:穿戴式產(chǎn)品、汽車電子、以及AI高效能運算等,都將引領(lǐng)著下一波半導(dǎo)體封裝技術(shù)的進(jìn)化。例如臺積電未來研發(fā)計畫以制程微縮、3D IC、特殊應(yīng)用為主。
為降低晶片封裝成本,各大廠均投入面板級扇出型封裝(Fan-out panel level packaging,F(xiàn)OPLP)的研究與開發(fā)。然而,相較於晶圓級已成熟的加工設(shè)備和技術(shù),F(xiàn)OPLP在制程加工技術(shù)與自動化加工設(shè)備匹配上,廠商仍在積極開發(fā)階段。此外,在大面積制程時,亦容易在模封和重布線層有翹曲問題而降低良率,都是目前尚待克服的問題。
另一方面,以顯示器產(chǎn)業(yè)而言,OLED為近兩年來主要發(fā)展的技術(shù),尤其在2017年APPLE旗艦手機采用AMOLED面板後,帶動AMOLED的投資及采用熱潮。然而AMOLED因產(chǎn)能、良率問題使成本居高不下;加上面板亦受限於有機材料本身容易受環(huán)境中,水氧條件影響而減損其壽命,因此采用無機材料的Micro LED成為業(yè)界目前研究的技術(shù)之一。而2014年APPLE收購顯示技術(shù)公司LuxVue,更使Micro LED一躍成為關(guān)注焦點。
由於Micro LED的尺寸微縮、間距微小,Micro LED目前最大的挑戰(zhàn)在於封裝時,如何將微小且達(dá)數(shù)百萬顆的LED,批次轉(zhuǎn)移至PCB板(又稱巨量轉(zhuǎn)移Mass Transfer),并能精準(zhǔn)定位?尤其加入全彩化後,需要同時間將R、G、B三種類型的LED轉(zhuǎn)移。以一個4K電視面板為例,需要轉(zhuǎn)移的晶粒高達(dá)近2,490萬顆(3840x2160x3),當(dāng)畫素更高時,轉(zhuǎn)移次數(shù)更是呈倍數(shù)增加,使其轉(zhuǎn)移的時間及相應(yīng)的成本明顯升高,而以目前的轉(zhuǎn)移設(shè)備來說,尚無法同時達(dá)到巨量、高速且精密的Micro LED晶粒轉(zhuǎn)移。