「先進半導體薄膜設備智慧製程系統」全球首創虛實整合數位雙生系統　助半導體製程數位化升級

2022/06/27

隨著臺灣逐步邁向與疫情共存的新常態，對經濟發展與日常生活帶來重大轉變，臺灣需提早布局，透過藍海策略與敏捷應變，才能從中突圍搶得先機。素有工研院奧斯卡獎美稱的工研菁英獎，今（28）日公佈五項金牌創新技術，分別是：「新穎標靶青光眼藥物開發計畫」，針對青光眼患者研發之全球首創雙標靶機制，降眼壓的成效優於國際領先大廠3倍；「先進半導體薄膜設備智慧製程系統」以全球首創全程數位調控的軟硬整合技術，有效縮短半導體薄膜製程調機時間約95%，協助半導體業邁向淨零碳排；「臺灣5G O-RAN關鍵智能管理控制軟體」為國內第一套自主專網核心技術，讓5G基站提供聰明節能兼具不中斷服務；「高能雷射銲接應用與國產化設備推動」則解決雷射銲接仰賴進口痛點，幫助傳統銲接業轉型升級；「翻轉臺灣面板產業之micro-LED顯示技術」領先全球低碳排高解析的micro-LED顯示與感測整合系統，幫助臺灣面板業重返榮耀。這些前瞻創新技術運用敏捷創新為產業提出解方，創造出疫後產業新價值。

素有工研院奧斯卡獎的工研菁英獎公佈五項金牌創新技術，記者會由工研院院長劉文雄（左三）、工研院副院長張培仁（左四）共同主持，並與五位得獎代表合影：工研院生醫與醫材研究所組長呂瑞梅 （左一）、工研院機械與機電系統研究所副組長王慶鈞（左二）、工研院資訊與通訊研究所副所長蔣村杰（右三）、工研院南分院經理王雍行（右二）、工研院電子與光電系統研究所組長方彥翔（右一）。

工研院院長劉文雄表示，臺灣正準備迎接下一個創新十年，這個重要的「黃金轉骨期」階段，我們要有「敏捷應變」與「創新的思維」，快速察覺市場變化，並且跳出既有的框架，尋找無人競爭的藍海市場，才能贏得先機。為此，工研院因應疫後新工作型態，超前部署的做好防疫應變，提供同仁在全心投入研發創新道路上最佳的後盾；也為女性同仁提供發揮專長的舞台，以及強力生活與工作支援，例如：具有高自主性的遠距及彈性工作型態、以及附設托嬰中心及幼兒園等讓女性同仁無後顧之憂，進而帶動近年女性主管職比例逐年攀升，期待未來也看到更多女性同仁在科技研發持續發揮所長。在產業上，工研院思考使用者的需求，針對市場變化與產業痛點解決問題，要從Technology Innovation（科技創新）轉變為Value Innovation（價值創新）。今年脫穎而出的「傑出研究獎」及「產業化貢獻獎」五大金牌獎技術，呼應「2030技術策略與藍圖」，以前瞻科技協助產業提前布局下世代的發展，可加速產業轉型成長，深獲產業界熱烈迴響及政府高度肯定。

面對後疫情時代產業鏈的重組與分流，臺灣在生技醫藥、半導體製程、資通訊、綠色智慧製程、顯示器等國際產業鏈上均扮演關鍵角色，也是經濟部科技專案的投入重點。為了支援產業面對未來全球市場快速變化的挑戰，科技專案仍將持續支持相關創新技術開發，創造優異成果，提升產業競爭力。

榮獲傑出研究獎金牌獎的2項技術：

● 青光眼患者福音
「新穎標靶青光眼藥物」，世界首創雙標靶，向紅眼副作用說掰掰！
根據世界衛生組織（WHO）統計，2020年全球有超過8,000萬人罹患青光眼，25%甚至有失明風險，青光眼可說是人類的「視力小偷」。主要成因之一是小樑網（Trabecular Meshwork）堵塞，使眼睛內房水無法排出，造成眼壓升高，進而導致青光眼、影響視力。工研院開發出「新穎標靶青光眼藥物」，主打3S特色：第一、精準疏通（Smart），世界首創雙標靶機制，兩路併進提升小樑網排水功能，降眼壓效果優於市售藥物。第二、有效降眼壓（Sharp），瞄準市售新標靶藥物不適用的高眼壓青光眼，給藥後6至8小時後，仍能維持最大的降眼壓藥效，效力甚至是市售藥水的3倍以上，表現更亮眼。第三、安全（Safe），避免目前眼藥會造成紅眼及藥物交互副作用的情況，使用更安心。已布局六國家／地區專利，現已進入臨床試驗準備階段。

● 半導體關鍵的低碳製程
「先進半導體薄膜設備智慧製程系統」，全球首創虛實整合數位雙生系統，助半導體製程數位化升級
全球半導體設備需求強勁，關鍵製程設備（鍍膜及蝕刻）佔比更高達45%，然而半導體製程中複雜的物理效應及化學反應像黑盒子。工研院「先進半導體薄膜設備智慧製程系統」可大幅提升臺灣半導體前段設備的自給率，也是全球首創將虛實整合數位雙生系統應用在半導體薄膜製程中。透過學理基礎及電腦化系統，導入製程數位化與參數診斷預測技術，快速及精準獲得最佳化製程參數，讓整體研發製程達到「快」: 有效縮短半導體薄膜製程調機時間約95%，新產品開發從3個月縮短為1個月；「省」製程重覆性誤差也從傳統設備的>4%降低成<2%；「準」則是預測準確度從傳統的<80%提升到>95%的高效能。此系統可優化製程設備開發並縮短研發時程，廣泛應用在半導體先進製程、化合物半導體、5G無線通訊、micro-LED與IC載板等新興產業的薄膜製程設備，並獲得關鍵終端製造商、系統整合商及設備商採用的實績，預估因應未來數位化整合淨零碳排發展趨勢，可引領半導體製程設備產業逾新臺幣千億元產值。

榮獲產業化貢獻金牌獎3項成果：

● 補足臺灣5G專網管理缺口
「臺灣5G O-RAN關鍵智能管理控制軟體」，完整5G專網生態系
有別於4G時代，5G時代網路設備與設計走向開放架構。為補足我國專網管理缺口，工研院研發國內首套「5G O-RAN專網解決方案」，完整5G白牌專網系統生態系，更協助至少八家廠商，如：和碩、明泰、仁寶等大廠導入專網解決方案升級轉型；此外工研院也扶植新創公司成立，建立自主且完整的專網管理技術。同時，更鏈結產官學研，培育電信人才軟實力，期望推動我國產業軟硬兼施邁向國際。此解決方案有「三高」特色：第一、高佈建效率：提供一站式管理系統，可一鍵模擬布建管理基地台、專網；第二、高節能效益：配合網路流量監控及流量重新導向技術，智慧化分配讓閒置基站休息提升能源管理；第三、高彈性應用：智慧模組化就像App可套用不同專網應用，如智慧工廠、醫院、娛樂、倉儲物流、無人機等。

● 解決雷射銲接仰賴進口痛點
高能雷射銲接應用與國產化設備推動」，幫助傳統雷射銲接業轉型升級
工研院「高能雷射銲接技術」具備高產速、高減碳、高品質的三高優勢，能夠解決傳統銲接產業所面對人才斷層、勞力密集效率不佳、長期仰賴國際設備、低碳加工時代來臨等四大痛點。工研院全力扶植國產雷射銲接設備自主與擴大應用範疇，目前已發展七套國產雷射銲接設備，促成國內企業生產投資12億元，導入半導體廠務管件、熱交換器、綠色運具、儲能、螺絲扣件等產業應用合作案超過60家次，除了滿足產業的各式金屬銲接需求，透過核心技術研發、場域驗證、專業人才培育技術普及等短、中、長期的產業化推動策略，協助國產雷射銲接設備及所製造產品推向國際，打響Made In Taiwan口碑。

● 解決micro-LED面板技術瓶頸
「翻轉臺灣面板產業之micro-LED顯示技術」，以Total Solution服務搶占新商機
micro-LED面板技術市場商機無窮，可延伸應用於電視、室內顯示屏、車用可撓曲面板、軟性穿戴裝置、5G+AR／MR智慧眼鏡。工研院扮演整合與串聯的平台角色。在2016年底成立「micro-LED聯盟」，以終端需求為前提確保「出海口」，橫向鏈結國內外包括先進材料、半導體製程、精密設備、IC設計、LED、背板、封裝測試等約50家供應鏈，以試量產為前提之關鍵技術，提供整體解決方案服務（Total Solution）上到下游的產業鏈，目前已導入晶粒、PCB、IC、面板、設備、材料等相關產業，合作或技轉金額累計超過數億元，幫助臺灣面板業搶佔新商機。

工研院領先全球「micro-LED全彩顯示模組」，有三大特色：一、高解析：解析度大於2000 PPI，符合元宇宙世界所需之高沉浸感、輕薄高續航、舒服的操作特性。二、高亮度：亮度可高達10萬nits，解決既有AR 產品亮度不足、僅能在室內使用之痛點。三、低功耗：根據應用於AR／MR終端系統使用的顯示器所需規格，功耗需控制在 1W 內；以功耗0.75W為例，OLED與micro-LED亮度差距達20-30倍以上，未來將翻轉臺灣顯示面板產業，開拓新契機。