歡迎 總統府科技顧問黃昭淵博士蒞臨訪問 中華民國九十年九月六日

10:00-10:10 致歡迎詞 翁董事長政義 10:10-11:00 工研院總體簡介與奈米科 技研發方向與策略 蘇處長宗粲 議 程 10:00-10:10 致歡迎詞 翁董事長政義 10:10-11:00 工研院總體簡介與奈米科 技研發方向與策略 蘇處長宗粲 11:00-12:00 參觀 工研院奈米科技發展成果 開放實驗室和育成中心 12:00-13:30 午餐

工 業 技 術 研 究 院 ­總體簡介 ­奈米科技研發方向與策略 報告人：蘇宗粲 中華民國九十年九月六日

總體簡介 一、工研院近況 二、與產業互動 三、未來展望 ‧‧任務與經營策略 ‧‧組織、人力與經費 ‧‧研究發展方向 ‧‧成果移轉產業模式 ‧‧協助產業發展機制 三、未來展望 - 1 -

任務與經營策略 工研院 從事應用研究，講求產業效益 研發包容性、關鍵性及前瞻性技術 研究成果即時、公開推廣至產業界 輔導中小企業技術升級 培育工業技術人才 經營策略：加強前瞻技術研究、提升組織活力、強化產業服務 、推動國際化、推動開放實驗室、建置南部分院 - 2 -

組織 院本部 領導、策略 控制、協調 技術移轉服務中心 資訊技術服務中心 行政服務中心 光 電 所 電 通 所 電 子 所 材 料 所 化 工 所 產業經濟與資訊中心 系統晶片技術中心 電子商務中心 任務小組 X 生醫中心 環安中心 航太中心 量測中心 機 械 所 能 資 所 (專業服務群) (研發群) (研發任務編組) 更加投入前瞻技術研發 增加組織調整彈性 領域規劃運作 跨單位/跨領域 策略性計畫 新技術育成 主動積極提供整合性的解決方案、電子化服務 - 3 -

人力與經費 90年7月31日 共計：5,958人 平均專業年資：10.9年 非專案收入 專案收入 非專案收入 專案收入 政府捐贈 新台幣億元 非專案收入 165 165 165 164 博 士779人 專案收入 150 144 碩 士 2,497人 政府捐贈 139 131 130 其 他402人 117 非專案收入 93 88 81 81 84 87 83 87 專 科983人 79 72 76 75 65 69 61 61 56 專案收入 42 37 32 36 29 學 士 1,297人 2 2 2 2 2 2 2 2 2 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 備註：89年執行時程為1年半，換算為1年。 - 4 -

研究發展方向 過去 未來 IC技術 有線通訊 光儲存技術 製藥技術 工具機 精密加工技術 化工製程改良 工業材料 通訊與光電領域 (無線通訊、SoC、光通訊...) 精密機械與微機電領域 (精密機械、微機電...) 材料與化工領域 (奈米材料、光電特化...) 生技與醫藥領域 (基因技術、中草藥...) 永續發展領域 (資源保育、永續環境...) 推動創新 前瞻計畫 組織調整 及活力提升 產業長期效益 ／領導型技術 奈米科技 IC技術 有線通訊 光儲存技術 製藥技術 工具機 精密加工技術 化工製程改良 工業材料 效能／效率 智權產出 及運用 領域技術 規劃整合 IP Service → IP Leadership 有價值之專利 以智權為核心之技術移轉 加速形成高品質 、具發展潛力計畫 - 5 -

成果移轉產業模式 工研院 產業界 技術 人才 廠商 技術移轉 試量產 → 新公司成立 人才移轉 加入企業界 新興產業建立 成立指標公司 (FY89：471項／686家次) 試量產 → 市場及商品成熟 (如：再生晶圓、LCD配向膜、PC-Based控制器…等) 新公司成立 加入企業界 人才移轉 人才 (成立至90年4月共有12,089人擴散至企業界) 新興產業建立 成立指標公司 (如：聯電、台積電、達宙、利翔、國際聯合科技…等) - 6 -

協助產業發展機制 未形成期 萌芽期 成長期 成熟期 衰退期 建立新興產業 提昇業者產品競爭力 健全產業體系 創新前瞻研究 協助產業轉型 (LCD、光資訊、光通訊元件 、電子化學品、生醫...) 提昇業者產品競爭力 (高科技新纖維、精密工具機、R410A環保空調機 、超高亮度廣視角TFT-LCD、LTCC藍芽模組…) 健全產業體系 (光碟機、汽車引擎、精密機械..) 創新前瞻研究 (微機電、奈米技術 基因技術..) 協助產業轉型 (再生矽晶圓、鋁箔電容器、 鎂合金 、潔淨機械、電動助行車、 功能性PCB、8吋晶圓盒...) 促進投資 (華擎、 統寶 、聯成航太…) 協助促成新公司 (華東半導體、達宙、前鼎光電 國際聯合科技..) 輔導廠商 (製程改良、工業安全、污染防治…) 智財權 (發明揭露、專利申請、交互授權..) 驗證實驗室 (DVD、RIMM記憶體模組 、航太、醫療器材、油品..) 環 境 建 構 產業技術資訊服務 (資訊、調查報告、專題..) 共用實驗室 (奈米技術..) 研發夥伴 (合作研究、契約服務、新產品開發..) 人才培訓 (延攬培育、研討會、訓練、期刊..) - 7 -

研發促進產業投資效益 FY89科專及衍生計畫促成廠商投資共370項／約480億元 總投資金額分佈 生醫與製藥 (19項／2.4億) 永續領域 (45項／14億) 材料與化工 (83項／49億) 機械與自動化 (77項／23.7億) 電子與資訊 (146項／390億) 總投資金額分佈 - 8 -

未來展望 技術 前瞻者 智慧資產 創造者 科技人才 養成者 國家競爭力提升 在產業界技術能力逐漸增強之下，工研院除繼續扮演政府政策推動輔佐者及配合產業需求者的角色外，在領導創新與變革上已逐步加重扮演下述角色 技術 前瞻者 智慧資產 創造者 科技人才 養成者 扮演技術前瞻者，有效引導產業發展方向，創造產業未來競爭力 在產業國際化上，扮演智慧資產的創造者，提升產業國際競爭力 長期且先驅的培育產業所需之各類技術人才，以作為產業發展的重要資源 國家競爭力提升 - 9 -

奈米科技研發方向與策略 ※背景 ※工研院策略方向和作法 ※結論 ‧‧奈米科技對產業之impact ─高科技產業 ─傳統產業 ‧‧Why 奈米科技 ‧‧奈米科技對產業之impact ─高科技產業 ─傳統產業 ‧‧我國投入奈米科技的時機 ※工研院策略方向和作法 ※結論 - 10 -

Why奈米科技 ─Nanotechnology is a Generator of Technology 奈米尺寸 新的特性被發現新的契機將導致產業技術革命性的改變 ‧‧化學活性 金塊熔點1063℃，惰性 →5nm，熔點730℃，高活性可作為觸媒 ‧‧導電性 奈米級TiO2 60倍於微米級TiO2 ‧‧絕熱性 porous silica，pore<10nm，熱傳導係數~65%air，隔熱效果佳 ‧‧光學性質 彩色濾光片pigment顆粒 100nm →25nm，顯色強度75%，光穿透力40%90% ‧‧超高磁記憶密度材料(順磁性材料) 300nm，7Mbit/cm2 30nm，7000Mbit/cm2 4nm，200Gbit/ /cm2 ‧‧壓電材料/壓敏電阻(PZT BaTiO3，ZnO) m，45V/mm，50J/ cm3 nm，120V/mm，750J/cm3 - 11 -

奈米科技對產業的impact ─新的技術將帶動新的產業革命 ※高科技產業 ─半導體產業〝0.1m Boundary〞  Spintronics：以低功率消耗的自旋翻轉方式傳輸數位訊號 Moletronics：分子記憶密度將比擬生物記憶神經系統，資 訊傳送速度將大於現有DRAM 1000倍 ─顯示器產業 〝輕型化、大面積、低成本、低功率消耗、高量質、長壽命〞將至極限 Nano tip-FED，CNT-FED，CNT-TFT….. ─光儲存產業 Data storage 極限 Near field technology Terabyte data storage - 12 -

奈米科技對產業的impact ─新的技術將帶動新的產業革命 ─化工產業 傳統化工製程 Self-assembly 製程 高附加價值產品 ※傳統產業 ─化工產業 傳統化工製程 Self-assembly 製程 高附加價值產品 傳統塗料(易髒，不易清洗) Lotus Effect 塗料(自淨塗料) 傳統纖維 具特性(抗紫外線、紅外線吸收、難燃等)纖維，Nanofiber 塑膠/橡膠/紙 加入 Nano ZnO，超薄高強度 ─機電產業 傳統機電產業 微機電產業 奈米機電產業 - 13 -

FY2002 美國各部會提出之預算需求 million of dollars - 14 - (1)2002年經費將隨進行中之Defense Strategy Review之結果調整 (2)總經費未包括自2001年1月投入奈米科技之四個部會： Department of State (DOS)， Department of Transportation (DOT)， Department of Treasury (DOTreas)， 和 US Department of Agriculture (USDA) - 14 -

FY2002 美國各部會奈米科技之研究重點 Examples of proposed NNI interagency collaborative activities - 15 -

我國投入奈米科技的時機 ※奈米〝介觀(Meso)世界〞的特殊現象漸被了解 應用研究切入之最佳時機 ※我國優勢產業之競爭力，逐漸被其他新興國家取代 奈米科技之注入，將帶來新機會 - 16 -

工研院進入奈米科技的競爭優勢 ‧‧具有能夠將創意「快速產業化」的組織能力 ‧‧擁有少見的跨領域(材，化，電，光，機…)技術整合能力 ‧‧與台灣的強勢產業(高科技製造業)有密切的合作互動關係 ‧‧相關技術已鑽研有年，並已有成功開發奈米產品的實績 - 17 -

工研院已開發與開發中的奈米科技 光儲存產業 材料 加工技術 元件/產品 顯示器產業 LED 產品 構裝基板 瓷基板 (<30nm) ‧‧ Carbon nanotube(CNT) ‧‧配向膜材料 ‧‧奈米級噴墨材料 (<30nm) ‧‧ Printable FED (CNT， Alloy Nano Tip) ‧‧ CNT-FED (4吋，車用) LED 產品 ‧‧藍/白光LED 用藍寶石晶圓 光儲存產業 ‧‧ ARMI (Film thickness 2nm~20nm) 構裝基板 ‧‧自組裝平坦化陶 瓷基板 (1~5nm building block, self-assembly) 材料 加工技術 ‧‧Mastering(70nm) 元件/產品 ‧‧ SiGe/Si Quantum Dots ‧‧DVD-R碟片 ‧‧ Integrated Passive Devices 備註：underline表已建立技術 - 18 -

工研院已開發與開發中的奈米科技 Energy Storage 化工產業 生技產業 材料 加工技術 元件/產品 ‧‧高潤濕性電池隔離膜 (2nm~5nm) ‧‧高儲能電容 (pore size:2~50nm) ‧‧奈米電極/觸媒 ‧‧ Nano-Clay ‧‧生物奈米材料 (Au Colloid <20nm) 加工技術 ‧‧Intercalation ‧‧Exfoliation ‧‧Extrusion Polymerization (Mesoporous) 元件/產品 ‧‧Clay/Polymer Composite ‧‧Ultra-High MW Polymer (MW>100萬) ‧‧ Biochip ‧‧ DMFC 備註：underline表已建立技術 - 19 -

工研院奈米科技策略方向 結合學術界卓越研究，將「介觀世界」的特殊現象與 「市場機會」結合 專注於奈米科技創意的「快速產業化」 結合我國「強勢產業」的比較優勢(comparative advantage) - 20 -

計畫架構 奈米技術發展五年計畫 奈米電子技術 材料奈米技術 奈米檢測及設備技術 奈米電子元件技術 奈米光電元件技術 奈米機電元件技術 奈米材料製造技術 奈米材料應用技術 奈米檢測分析技術 奈米檢測及設備技術 奈米設備發展技術 - 21 -

中程(五年)目標 IC : nanoelectronic chips with density and speed 2 orders of magnitude higher, and power consumption 2 orders magnitude lower display : large, flat, HDTV quality displays at CRT costs (2orders of magnitude reduction) with printed field emitters made of carbon nanowires or other alloy nano tips mobile communication : micro fuel cells for mobile devices lasting more than 100 days between charges optical communications : photonic crystal devices and DWDM systems utilizing super prisms to reduce size and cost by 3 orders of magnitude data storage : advanced storage and recording media with capacities 2 orders of magnitude greater chemical processing : nanocatalysts with activities and yields 3 orders of magnitude higher novel production technologies reducing the cost of carbon nanotubes by 4 - 22 -

工研院奈米科技研究發展中心 …. ITRI Nanotechnology Center Research Infrastructure 建立全國共通性、可共用奈米實驗室 International Linkages ITRI Nanotechnology Center MEMS, Nano Fabrication Open Laboratory Space Experimental Facilities Nano Scale Characterization Support Modeling Support Education & Training Other Support Research Infrastructure 建立奈米育成中心，加速奈米技術商品化 Industry & Academia Outreach 以產業應用技術為主， 建立國內自主IP ITRI Nanotechnology Projects Open Laboratory Core Projects New Company startup International Collaboration Academia Collaboration Industry Collaboration Basic Skills Development Major Application Projects Nano- Material Nano- Chemicals Nano- Electronics Nano- Photonics Nano- Biotech …. - 23 -

National Nanofabrication Users Network 工研院國際合作佈局 Arizona前瞻光碟中心 奈米碳管 Terabyte Data Storage UCLA 西北大學 Rochester光學中心 材 料 大陸北大、清大 Sheffiled UK Self-assembly technology 德IHP(SiGe：C) Quantum Dot 加NRC(SiGe/LD) High DK Nanomaterial PRC, GIT EOCB C-Lab/Dresden Univ Open lab經驗 … National Nanofabrication Users Network (NNUN) - 24 -

美國National Nanofabrication Users Network Stanford Univ. UC Santa Barbara Penn State Howard Cornell* Cornell Nanofabrication Facility(CNF) 有超過21年的歷史 已提供服務於超過600項研究計畫 ~100項奈米科技計畫/2000，涵蓋材料、電子、生物和化學、機械元件、光學與光電、物理和奈米結構物理、製程和檢測等 有很好之設備，包括advanced silicon processing, computing, analysis & test equipment, & 2 advanced e-beam lithography systems 2001/9/20~21, 6th CNF Annual Meeting & Career Fair *另有Nano Biotechnology Center(NBTC) - 25 -

建議成立〝奈米科技國家型科技計畫〞 產業化計畫 －目標：五年內成為奈米科技產業化的世界先導者之一 －設定與推動具體的項目與世界級的階段目標（roadmap） －與我國強勢產業的研發能量和國際前瞻研發資源積極結合 －帶動我國學術研究的積極投入與不斷升級 學術卓越計畫 －目標：五年內達成世界卓越的奈米科技研究品級 －奠立以達成世界卓越為目標的發展策略 －長期穩定的資助卓越導向的研究計畫 －以世界級的學術研究基礎，引導不斷創新的產業化計畫 - 26 -

奈米科技與我國未來競爭力 奈米科技是製造科技(manufacturing technology) 下一階段的 核心領域，它將會重劃未來世界高科技競爭的版圖 朝向介觀世界的全球競爭已經開始，以奈米科技為基礎的 產品，在「近期」就會「大量」的出現 因為擁有強勢產業的比較優勢，奈米科技對我國而言，是 競爭力更上層樓的關鍵機會領域 - 27 -