將物質極微化的奈米科技,是台灣政府前瞻經濟發展策略的重要焦點,這個快速成長的領域,將改造台灣成為綠色矽島。藉由充分利用其強大的製造基地,配合奈米科技的研究和創新,台灣的目標是在十年內成為奈米科技產業應用的區域研發中心,和奈米科技產品的主要製造者。
奈米國家型科技計畫已於2003年6月通過,並於2004年元月正式施行。該計畫明確規劃出成為主要奈米科技產業化國家的途徑。本計畫需協調七大部會,目的為設置先進研究設施、培養相關研發人才,來為高科技製造業、電子業和生化科技等台灣具備顯著優勢的領域,創造實際的應用。這項總值232億台幣(約7億美元)的五年計畫有 62%的基金將用在奈米科技產業化,其餘則投入學術研究、研發設備和人才培訓。
國科會下屬之奈米科技國家型計畫辦公室負責協調整合並指導整體計畫的執行。除了協調上述政府機關的行動,該辦公室也和原能會、農委會、環保署及衛生署就其個別領域內的相關政府研究計畫進行合作。
自2003年起舉辦的「台灣國際奈米週」活動,已成為展現台灣奈米科技實力的年度盛會,提供絕佳的機會,讓潛在的合作者齊聚一堂,共同探索未來商機。2007年的台灣國際奈米週活動由台灣政府與亞歷桑那奈米科技組織(Arizona Nanotechnology Cluster)贊助,展出工業技術研究院的最新發明,包括含有奈米粒子以減低磨損的「奈米塑膠皂」,可加入晶圓研磨液中使用,以及「防霧薄膜技術」,可讓玻璃與鏡面產生抗霧性。台灣國際奈米週自活動開辦以來,參與人數即穩定成長,到2006年時參觀者已突破10,000人次。
由政府推動的奈米國家型科技計畫已堂堂邁入第5年,台灣的研究者至今已在國際期刊發表了3,745篇論文,並取得310個海外專利與39個國內專利。此外,在這個計畫下進行的技術移轉共有232個案例,高級技術移轉則有184個案例,合計金額達新台幣1億7,000萬元。共有175家公司投入奈米科技產業,到目前為止的累計投資金額高達新台幣39億6,000萬元。
奈米科技國家型計畫是以工研院(ITRI)開發、轉移、培養和引導奈米科技的工業應用為中心,並由中研院帶領學術的研究和發展。以核心建置和人才培育為基礎,達到奈米科技產業化和學術卓越研究目標。兩個機構的方案均包含台灣一流大學與研究機構的計畫。這就是台灣奈米科技發展計畫的整體架構。
根據政府推動台灣奈米科技產業的策略,工研院將計畫20%的資源放在指導傳統產業升級的短程(1-2年)目標;60%的資源用於五項主要奈米科技領域的中程發展(5年以上);另外20%用於調查研究最尖端、全新的奈米科技領域。這項先進的研發也與中研院物理研究所的奈米科學研究計畫相呼應。工研院於2006年11月間設立了一座「奈米共同實驗室」,以協助相關業者進行奈米科技的產品研發與品質提升。該實驗室已取得財團法人全國認證基金會(Taiwan Accreditation Foundation, TAF)與國際實驗室認證聯盟(International Laboratory Accreditation Cooperation)的認證。
民間單位「紡織產業綜合研究所」正積極研發新的奈米纖維材料,並與多家台灣企業合力推出新產品。紡織所已發展出一種具有廣泛應用的竹炭纖維材料,以「黑樂絲」(Phyllotex)為名申請註冊商標,並授權給兩家台灣廠商「達裕奈米科技股份有限公司」及「良齊企業」使用。經濟部為開發更健康舒適的纖維材料,分兩階段推動了一項為期四年的計畫,由紡織所負責執行,並與行政院農業委員會林業試驗所合作,進行竹炭產品的研究,黑樂絲即是此計畫的重要產物之一。
在國際合作方面,工研院在2004年與加州大學柏克萊分校(UC Berkeley)建立聯盟,支援奈米科技的研究,並辨別雙方結盟後可能出現的產品市場。這項為期五年的跨太平洋合作,初期將專注在奈米能源科技和其應用的研究,特別是針對亞太區域快速成長的產業。2005年3月,工研院和荷蘭應用科學研究所(TNO)簽約,強化合作與交流,將領域從中藥研發延伸到系統生物應用、奈米科技、半導體,與光電研究。2005年9月間,國科會和工研院再與加拿大國家研究委員會(National Research Council of Canada)合作,推動三年期的共同研究計畫,研究領域包括感應器、電力供應、以及奈米測量技術等。
新近完工的中部科學工業園區,是專注於光電與奈米科技發展的工業聚落,目前正迅速成為產業聚落的發展中心,並在成立後短短兩年之內獲得超過新台幣2兆元(美金625億元)的投資。目前中部科學園區內共有85家廠商進駐,其中28家專精於精密機械工業,2006年的總營收達新台幣1,785億元,約2005年總營收的3倍。
根據工研院奈米科技研究中心的估計,台灣奈米科技產業的年產值可在2010年達到1兆台幣以上,佔全球市場的3%。該中心也預測,到2008年,使用台灣廠商的奈米科技所生產的產品,總體市場規模將高達190億美元,其中43%將屬於材料和化學製品,22%為金屬和機械,另外35%為電子產品。
奈米科技導向的投資機會可見於新產品研發或產品/生產改進的領域,新產品的投資機會主要在高科技產業,如平面顯示器、資料儲存與通訊,和積體電路。開發新產品的投資金額通常較大,因為需要同時研發新的製程。相反地,改進產品的投資通常在於將現有設備的生產製程加以升級,投資金額通常較小。
奈米科技應用在光電產業也有極大的市場潛力,例如可自行發光的奈米碳管場發射顯示器(carbon nanotube field emission display, CNT FED)就是LED的強勁對手。東元奈米應材已與東元電機、聯電集團、中信證券及NEC合作,共同投資建立用於汽車儀表板的CNT FED生產線。
奈米技術在半導體業早已佔有一席之地,因為只要能加大晶圓面積,同時縮減電路的線幅寬度,就可以在一片晶圓上製造出更多的晶片,不但可降低製造成本,同時也能確保台灣在全球半導體市場的領先地位。台積電目前供應65奈米製程的晶片給超微(AMD)、微軟(Microsoft)、恩微迪亞(NVIDIA),預期在2007年中時,65奈米的產品將佔總營收的5%。華邦電已和由英飛凌(Infineon)記憶體事業轉出的奇夢達(Qimonda)簽署一份協定,將針對75奈米與58奈米的DRAM生產進行技術移轉。茂德科技的第三座12吋廠將於2007年10月開始量產,並採用70奈米製程技術。日本的爾必達(Elpida Memory)計畫與力晶(Powerchip)合資成立瑞晶電子(Rexchip Electronics),並引入65奈米技術。這股潮流勢將繼續,獲益的將不止是製造業者,客戶也將因更加輕薄短小的產品與解決方案而受惠。
由經濟部工業局主辦,於2004年委託工研院執行的「奈米標章」,已成為奈米產品的有效認證體系,讓傳統產業可以藉此提升其商品形象。通過奈米標章認證的公司包括以地板與牆面磁磚生產為主的冠軍建材,以及長陽實業,該公司已將奈米超細纖維與奈米合成皮革納入其產品線。在這兩個案例中,奈米科技都提升了傳統產品的價值,並創造出更好、更耐用的新產品。例如,冠軍建材推出的抛光石英磚藉由奈米科技,較一般的磁磚更不易褪色,並具有抗菌、耐髒等特性。長陽實業的奈米超細纖維與奈米合成皮革則具有抗菌、低敏感性、防水、防火等優點。奈米標章原有8項商品類別,工業局於2007年3月又新增了5項,包括光觸媒空氣淨化燈、光觸媒空氣清淨濾網、光觸媒空氣清淨機、奈米銀抗菌家飾用紡織品、抗油汙排油煙機,以增進消費者對奈米商品的信賴。
有鑑於奈米科技應用在先進科技和製造業扮演重大的角色,經濟部工業局已採取措施,讓奈米科技的相關成果與應用皆可適用政府的獎勵計畫,包括下列的租稅優惠:加速設備折舊;購買設備、新科技、研發支出和人員訓練抵稅;股東投資抵減租稅優惠;五年免稅;進口機械和設備免稅;個人創作或創新所得之版稅50%免稅;鼓勵企業購併;工廠搬遷之土增稅優惠;降低對外投資虧損準備;技術權利金收入免所得稅;外國人或華僑經核准在中華民國境內投資之利得,以20%稅率扣繳後,不併入其各類所得辦理申報;外資企業在我國境外給付之薪資所得,免徵所得稅。此外,政府的投資參與計畫包括:行政院開發基金和交通銀行投資優惠獎勵;行政院開發基金之五年生技投資計畫,和新產品開發協助計畫。
60%以上的台灣奈米科技公司都是大型機構,實收資本額超過1億台幣,員工在100人以上。這些公司在研發能力如財務、人才和技術方面也超過小型公司,因此在開發新科技方面具備相當優勢。
在開發奈米科技的公司中,47%屬於化工產業,其他則遍佈各種產業,例如消費產品、金屬和機械,以及電子。在應用方面,台灣奈米應用有52%屬於材料開發和生產,反映在地化工產業的影響。其他應用包括光電、生醫、能源、檢驗與定量測試,以及電子。
台灣奈米公司的資金大多來自公司私募,其次為創投基金。僅有相對少數(4%)的奈米公司透過政府計畫尋求財務協助。
90%台灣奈米公司的研發人員少於20名;60%少於10名;只有10%(多為大型公司)的研發人員超過40名。
奈米應用科技主要透過公司自行開發和研發合作取得,只有12%的科技來自技術轉移,反映了在地公司技術自主的重要性。
為了追求產品開發和獲利,52%的台灣奈米公司已推出產品上市;26%雖有產品,但尚未量產;22%還處於開發階段。在已推出產品的公司中,獲利的不到40%,證明奈米市場尚待開發。
根據某台灣奈米科技公司的大規模調查和五年計畫,絕大多數資金仍將來自私募。但受訪公司也表示,希望提升來自政府產業輔導計畫的資金比例。在招募員工方面,雖然大多數公司(92%)認為只需要不到40名研發人員,不過越來越多的公司(15%)計畫聘用20名以上的研發人員,反映了近期對研發人才需求的增加。在科技來源方面,大多數公司將持續自行開發或透過研發合作取得科技。但基於奈米科技的跨領域特性,研發合作可望有所成長。
資料來源:國科會、工研院、中研院、經濟部投資業務處、工商時報、經濟日報、數位時代雜誌、台北時報(Taipei Times)、SmallTimes、China Post
(2007年9月更新)