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1, MOS晶片缺貨潮2019年有望緩解 應用端提升8寸產線成主力;
集微網(文/鄧文標)以MLCC為代表的被動元件在進入第三季度後, 受產能供需吃緊影響, 價格大漲, 部分物料漲幅甚至超過10倍. 而與被動元件市場行情相似的MOSFET晶片也出現缺貨潮, 導致價格上漲, 即便是在溢價20%的基礎上新增訂單, 供應商仍難交出貨來. 更嚴重的是, MOSFET晶片市場缺貨潮短期內將難以緩解, 保守估計到2019年局面才能改觀.
據IHS數據顯示, 2016年MOSFET晶片市場總規模為205億美元, 2017年預計將增長到220億美元. MOSFET晶片可廣泛應用於消費類電子, 電動汽車以及IIoT等領域, 杭州士蘭微董事長陳向東在接受集微網採訪時表示, MOSFET晶片缺貨的原因主要是由於應用端市場起來了, 但產能放量還沒跟上, 目前缺貨主要還是受智能終端的應用影響, 低壓的MOSFET晶片缺貨比較嚴重.
應用層面提升加速MOS晶片缺貨潮
進入三季度後, 移動終端市場開始加速放量, 尤其是在iPhone8系列的帶動下, 包括新增的無線充電正成為國內手機和配件廠商導入的新應用, 加之應用層面快速提升和工廠產能限制, 對上遊MOS原廠帶來不小的供貨壓力.
其中深圳長電科技在9月份連續兩次對MOS產品的價格上調. 9月初, 深圳長電科技稱, 接到江蘇長電科技股份有限公司通知, 由於MOS管原材料價格上漲, 現有的價格無法繼續執行, 經公司開會討論決定, 對所有MOS管價格上調20%. MOS管系列包括: 2N700系列, 2SK系列, BSS系列, CJ23系列, CJ31系列, CJ34系列, CJ41系列, CJK系列, CJE系列, CJM系列, CJQ系列.
9月19日, 深圳長電科技再度發出通知, 目前市場MOS晶片供不應求, 晶片供應商已經多次漲價, 同時原材料及人工成本也大幅大調, 經公司研究決定, 適當調高MOS成品售價, 具體調價幅度10%-30%不等, 從即日起執行.
深圳長電科技作為大陸代表性MOSFET廠商, 在數次調漲價格後, 快速引發了蝴蝶效應, 包括大陸以及台灣大中, 尼克森, 富鼎等台系MOSFET供貨商也全面跟進漲價, 從而直接受惠.
事實上, 自去年起, 功率器件市場行情回暖, 需求持續旺盛. 市場就有傳言稱, 供不應求情況顯現, 受限於產能, 原廠交貨周期都拉長至13~18周.
韋爾股份副總經理紀剛在接受採訪時表示, 由於整個供應鏈緊張, 實際上MOS晶片現在已經不談交期概念了 (交期是指大的客戶訂單, 一般都是按年規劃的) , 基本是有什麼襯底就做什麼產品, 也就是說多是一些短期行為, 沒有長期計劃.
整體來看, MOS晶片出現缺貨潮, 主要是因為應用層面的快速提升. 陳向東表示, MOSFET晶片缺貨的原因主要是由於應用端市場起來, 比如手機快充, 無線充電晶片, 以及鋰電池管理晶片等, 基本上就是說各個應用面提升, 加重了缺貨的行情, 目前缺貨主要還是受智能終端的應用影響, 低壓的MOSFET晶片缺貨比較嚴重.
8寸產線是放量主力, 後年有望緩解
面對MOS晶片缺貨潮, 擴產自然是最有效, 最直接的解決方式. 陳向東表示, 現在上遊廠商都在擴產, 不過現在MOS晶片主要是由8寸產線生產, 而現在8寸產線二手設備又買不到, 買新設備又不賺錢, 這就造成有一段時間會缺貨. MOS晶片對於電子產品的消費體驗很重要, 譬如一旦電源IC出問題導致整個產品失效, 對整機廠商會帶來很大的負面影響, 因此整機廠商對功率器件的穩定性有很高的要求, 一般在產品研發階段就確定了供應商. 而MOS晶片開發周期較長, 研發生產設備投資金額巨大. 據第三方數據顯示, 一條6英寸生產線需要投資5億元, 一條8英寸生產線需要投資5億美元左右, 一條12英寸生產線需要投資25億美元左右.
陳向東稱, 目前12寸產線做功率器件的還非常少, 現在就只有英飛淩有用12寸的產線在做, 市場上做低壓的功率器件還是以8寸產線為主, 4寸和6寸產線也有.
'12寸產線沒起來, 這波缺貨潮不會很快消失. ' 韋爾股份董秘賈淵在接受採訪時表示, 因為國際大廠很多都在調整產線, 加之國內類比的產能受限, 至少說是看到2019年才有望緩解MOS晶片缺貨潮.
值得強調的是, 目前不少國際大廠都在調整產線, 將旗下MOSFET晶片產能移轉到車用電子領域, 並開始採取限量供應MOSFET晶片給PC, NB及移動裝置產品客戶的情形, 也是這一波缺貨潮引發和持續的誘因.
差距雖大但拐點已到
提升產能需要時間, 而持續供不應求則會有利於國內MOS晶片原廠的發展. 雖然國內12寸產線沒起來, 但不排除士蘭微等國內廠商未來計劃增加12寸產線, 來滿足市場需求.
'在全球8/12寸產能沒有提升的現況下, 大陸原廠在缺貨潮中肯定會受益. ' 目前在主流的8寸類比產線上, 大陸廠商至少有8家, 包括先進, 新進, 華虹宏力, 上華, 士蘭微, 中航, 中芯, 和艦等廠商正逐步開始放量.
紀剛表示, 8寸類比產線一般有二種模式, 一種是大廠Transfer工藝給國內工廠代工, 但不能提供給其他客戶; 另一種是Foundry的工藝, 所以客戶都可以使用, 這塊總的來說和國內的工藝能力和水平差距比較大, 所以本質上一般8寸廠類比數字工藝都會存在.
紀剛進一步稱, 技術差異主要體現在器件基礎, 工藝模組, 整合能力, 模擬模型, 工藝可靠性, 工藝應用細分等方面, 技術上相差至少5年以上.
不過, 目前國際大廠都在調整產線, 甚至削弱了對移動終端市場的支援, 將MOS晶片產能大量移轉到車用電子領域; 同時, 針對中小型MOS產品公司, 全球幾家大的公司基本就滿足戰略客戶要求, 其他中小客戶並不供貨, 這給國內MOS晶片廠商帶來了彎道超車的機會.
另外, 隨著人工智慧, 雲計算的發展將進一步推動消費電子領域的功率器件市場快速增長, 如今在英特爾, AMD新款CPU平台需增加3~5顆MOSFET晶片, 市場需求增勢明顯.
賈淵表示, 韋爾股份MOS晶片大概占我們自研體系銷售額的15%左右, 集中在中低壓40V以下, 應用在移動終端產品, 屬於訊號類開關切換, 預計今年韋爾股份MOS晶片的營收在1500-2000萬美元. 目前韋爾股份的MOS晶片已經做進了瑞芯微和全志科技等終端產品.
據了解, 士蘭微8寸晶片生產線已有部分產品導入批量生產, 9月份晶片產出已達到10000片, 目前不少深圳的快充, 無線充電企業就等士蘭微放量出貨. 陳向東表示, 士蘭微馬上就會放量, 我們確實在給深圳不少廠商供貨, 現在已經有不少8寸的工程樣片送樣, 我們今年8寸晶片生產線年底力爭達到15000片/月, 目標明年年底實現每月3萬-4萬片的產能. 隨著先進, 新進, 華虹宏力, 上華, 士蘭微, 方正, 中航, 中芯等8寸產線逐步放量和應用層面提升, 大陸原廠將在這波缺貨潮中持續受益.
2, 三星財報聚焦CEO接班人;
三星電子預定周二發表第3季 (7至9月) 財報, 且該公司預期獲利再創新高, 但眼前投資人更加關注三星執行長權五鉉卸任後的接班人選, 以及接下來即將展開的高層換血計畫.
三星預期第3季營業獲利14.5兆韓元 (約129億美元) , 超越第2季創下的14.1兆韓元最高紀錄, 也呼應過去1周來亞馬遜, 微軟及穀歌母公司Alphabet發表的亮眼財報.
三星曆經去年Galaxy Note 7起火事件並承擔65億美元召回成本後, 今年終於撥雲見日, 尤其存儲器晶片及面板兩大事業更如日中天, 推動三星股價自年初來上漲45% .
近幾個月來外界早已預期三星第3季獲利再創新高, 反而是權五鉉在10月13日宣布即將卸任的消息震撼業界, 也令投資人擔心三星群龍無首的問題遲遲未解, 將延誤該公司開發新市場的進度.
權五鉉日前宣布將在明年3月前辭去副會長與執行長職務, 也不會在董事會擔任董事. 他在當時表示三星正面臨前所未有的危機, 並預告公司將引進年輕一輩的領導階層以應付科技產業的新挑戰.
由於三星電子副會長李在鎔涉嫌行賄的案子目前還在高等法院上訴中, 因此三星自8月起就已陷入群龍無首的窘境.
三星近年無論在人工智慧, 智慧居家裝置及自動駕駛技術等新領域的研發進度都落後西方業者, 如今李在鎔, 權五鉉雙雙缺席下, 新執行長人選將攸關三星未來走向.
周二焦點除了執行長接班人之外, 還包括三星預定自明年起執行的3年股東回饋計畫, 包括股票回購及發放股息等措施.
麥格理證券分析師Daniel Kim表示, 近年來三星股息占股價比重始終徘徊在1% 上下, 低於亞洲其他電子大廠的2% 至3% , 主因是三星的交叉持股架構增加公司發放股息所承擔的稅務成本. 工商時報
3, 英特爾Q3淨利增3成調高財測;
英特爾宣布第3季 (7至9月) 營收, 獲利皆優於預期, 且伺服器晶片營收持續成長, 令外界對英特爾轉型之路增添信心. 該公司周四也因此調高全年營收, 獲利預期.
英特爾先前在7月曾預期今年全年營收613億美元, 經調整後每股盈餘 (EPS) 可達3.00美元. 周四上調至全年營收可達620億美元, 經調整後每股盈餘可達3.25美元.
研究機構GBH Insights策略長伊弗斯 (Daniel Ives) 向路透表示: 「英特爾第3季的穩健表現與樂觀財測皆令外界看好後市. 」
英特爾第3季營收年增2% 至161億美元, 高於路透調查分析師預期的157.3億美元. 第3季淨利更較去年同期成長34% 至45.2億美元, 相當於每股盈餘0.94美元. 排除事業重整及企業購併相關費用後, 英特爾第3季每股盈餘1.01美元, 也高於分析師預期的0.80美元.
英特爾核心事業PC晶片營收在第3季達到89億美元, 維持在去年同期水平. 近年積極發展的伺服器晶片營收年增7% 至49億美元, 優於FactSet調查分析師預期的47.9億美元, 也意味著該部門營收可望達到英特爾訂下的5% 至9% 全年成長率.
英特爾財務長史旺 (Robert Swan) 周四表示: 「英特爾正在經曆大規模轉型, 目的在延伸核心事業實力, 將之拓展到成長速度更快的新市場. 」儘管目前英特爾營收仍有超過半數來自PC晶片, 但史旺預期伺服器晶片營收比重將持續擴大.
近年英特爾無論在PC或伺服器晶片市場都面臨對手超微 (AMD) 挑戰. 面對同業競爭與核心事業成長停滯, 英特爾只能繼續投資升級晶片製程, 並跨足人工智慧, 自動駕駛等新市場.
英特爾投資153億美元收購以色列自動駕駛技術開發商Mobileye的交易在第3季完成. 英特爾預計年底前推出新的人工智慧晶片. 工商時報
4, 恩智浦: 從中心向邊緣的轉變以及企業如何從中獲益;
作者: 恩智浦半導體執行副總裁兼安全與連接事業部總經理Ruediger Stroh
集微網消息, 通過與Qualcomm和Andreesen Horowitz等公司技術領導人的探討, 我發現越來越多的證據表明, 新的變革即將發生. 它帶來的影響將完全不亞於我們熟知的計算技術的革命性變革. 如今, 雲是進行數據處理的主要框架. 但是, 當雲計算走向終結時, 會發生什麼呢? 您可能認為目前雲計算尚未發揮全部潛力. 在一定程度上, 事實確實如此. 但是, 我相信物聯網的加速發展實際上會導致雲回歸存儲數據以供參考的職能, 而不是像目前一樣持續用於處理數據.
目前, 網路應用廣泛依賴於雲服務. 無論是進行Google搜索還是使用天氣應用, 我們都需要在移動設備中輸入請求, 然後將其發送到雲端進行處理並傳回我們的設備. 人為輸入加上雲端處理就是當前的操作模式. 但是, 得益於物聯網的出現, 節點和感測器首次實現了在環境中自主收集大量現實世界資訊. 可以將無人機理解為擁有機翼的數據中心, 製造機器人則是擁有手臂的數據中心.
隨著這種巨大邊緣能力達到限制: 基於物聯網技術的本質, 通過雲傳輸大量數據變成了一項更具挑戰的任務. 試想一下, 今天的汽車大約有100個CPU. 對於無人駕駛汽車, 這個數字將上升到300到400, 甚至更多. 如果我們建立一個更加智能的交通系統, 將成千上萬輛需要與基礎設施和通信中心通信的汽車連入其中, 那麼, 最終我們會遇到巨大的分布式計算問題. 即使能藉助5G將資訊傳輸到雲端, 進行處理並傳回, 我們也會很快陷入無法再支援即時決策的境地. 因為利用雲仍會有所延遲, 這對即時決策來說實在太慢了.
不久的將來, 邊緣產生數據, 中心處理數據的舊模式將無以為繼. 計算將迅速轉向邊緣. 事實上, IDC目前預測, 到2021年, 43%的物聯網計算將發生在邊緣.
那麼這對於您的企業意味著什麼? 終端設備可能達到數萬億台, 圍繞其周的是全新的應用程序和業務模式. 從中心向邊緣的轉變, 對於那些在初期就潛心深入的企業來說, 將是一個巨大的機會. 例如, 這種轉變將如何改變自動駕駛汽車中車主的投保方式? 即時邊緣分析如何在微目標定位的目標客戶中為零售商帶來好處? 隨著計算從中心轉向邊緣, 全新收入機會和商業模式的數量將呈指數型增長.
正如信任一直是影響雲服務接受度的限制因素, 提供安全解決方案以保護物聯網系統邊緣的能力將成為影響這一新變革速度的限制因素. 例如, 智能家居設備是私人資訊的熱點, 可用於確定房屋是否無人; 使用區塊鏈時會包含敏感的財務資訊; 還有自動駕駛汽車, 如果被侵入, 將會對社區產生實際威脅. 因此, 邊緣本身正在成為整體系統安全的第一道防線.
雲將成為物聯網的教學和培訓中心. 在這裡, 邊緣設備可以發展其模式識別技能, 並進行高級機器學習. 雲將繼續存在, 並為不苛求及時性的操作提供基礎. 所以, 從某種意義上說, 雲會以另外一種形式長存.
即將發生的變化和邊緣計算所帶來的巨大機遇, 預示著技術的新時代已然到來. 請將世界想象成一個分布式計算系統. 為了引導這一變化, 我們必須做好準備, 以在邊緣提供專用處理. 因為未來操作將發生於此:
• 在許多情況下, 專用處理可以減少響應時間和網路擁堵. 自動駕駛汽車將依賴即時處理, 以便瞬間做出正確決定. • 專用處理更能保護用戶的隱私, 因為原始數據不會上傳到雲端. • 它也無需建立低效率和無響應的集中式雲數據中心來處理顯著增長的數據收集量. • 專用處理在設備級別將更加可靠.
我們還必須更加努力, 以使分布式計算更加安全, 可信. 用於保護邊緣數據隱私和安全的組合式軟硬體安全工具是現成的, 而現在必須通過設計, 遵循安全和隱私原則, 在系統級別上不斷鋪開. 這樣一來, 提供物聯網服務的企業就可以向數十億用戶發送信任訊號, 幫助他們享受邊緣計算的優勢.
變化正在進行. 顛覆將再次發生.
5, 南亞科20納米擴大投片;
DRAM大廠南亞科 (2408) 20納米製程發威, 再提前一季擴大投片, 明年將全數反應20納米帶來的成本降低, 產量增加商益. 法人上修南亞科明年每股純益高達11到12元, 遠優於原預估的9~10元; 麥格裡證券看好明年DRAM前景, 且供給仍處於缺口, 一舉將目標價上修至111元, 這也是外資首次將其評價上調至百元以上價位.
南亞科的20納米提前一季於第4季達到月投片量3.8萬片, 且預估第4季DRAM位元數增幅約15%, 明年增幅達45%.
南亞科目前是台廠中唯一將製程轉進至20納米, 在三星, 美光及SK海力士仍以升級製程, 作為產能提升的主要策略, 讓這幾年DRAM一直處於供不應求.
針對明年DRAM供需, 包括集邦等多家研究機構預估供需失衡情況明年仍會維持, 尤其三星策略希望以DRAM作為支援集團搶佔3D儲存型快快閃記憶體儲器 (NAND Flash) 的後盾, 預估明年DRAM價格仍會維持高檔不墜, 這也是台廠南亞科絕佳獲利機會.
雖然南亞科日前公布第3季每股純益3.12元, 略低於市場預期, 但法人強調, 南亞科第3季季主要是認列可轉債(ECB) 評價損失高達68.63億元, 排除此因素及出售美光股票挹注利益, 南亞科單季每股獲利仍超過3元, 這還只是20納米剛進入黃金交叉, 若是全數發揮效益, 本業獲利更可觀.
法人強調, 這次DRAM價格已打破過去景氣循還模式, 關鍵就在主要供應大廠產能有效節制, 預估短期還不會打破供給增幅高於需求的默契.
南亞科內部預估, 明年DRAM供給增幅仍低於需求增幅, 缺口估計仍達到1~2%, 明年DRAM價格仍具穩定支撐.
法人預估, 南亞科今年毛利率可提升至44%, 明年再大舉向50%靠攏, 明年不靠出售美光股票, 本業每股獲利都可高達11到12元, 獲利重返高峰. 經濟日報
6, 軟性電子前景可期新興材料群雄並起;
近代電子產品是建立在以矽晶圓材料(Silicon Wafer)為核心的技術, 而光電產品則是建立在以玻璃為核心的技術, 這兩種材料的物理與化學安定性非常高, 矽的熔點為1412℃, 無堿玻璃的應變點(Strain Point)溫度可高達650℃以上, 高熔點與高應變點的特性能夠有足夠的空間容納不同的反應溫度; 矽熱膨脹係數為2.6×10-6/ ℃, 無堿玻璃的熱膨脹係數約為3×10-6/℃, 這兩種材料低熱膨脹係數的特性使得基板即使在較高的反應溫度下仍然可以維持低的尺寸變型量.
耐受高溫與低熱膨脹係數兩項物理特性加上矽可藉由摻雜(Doping)來改變電性(半導體特性), 玻璃具有高光穿透性, 高水氧阻隔性, 這些特性讓矽與玻璃材料分別在電子領域與光電領域佔有無可取代的地位, 然而, 矽晶圓與玻璃屬於脆性材料, 在軟性電子的軟性需求時就面臨挑戰. 以下將從軟性電子的觀點, 探討在軟性基材與功能性材料之發展與挑戰.
軟性基材首重水/氧隔絕與耐溫性能
前述矽晶圓與玻璃已經建立非常完整的製程, 因此要考量把已建立的製程轉移到軟性基材, 首先要從基板物理特性來檢視其可行性.
從可撓的角度來看, 金屬箔(如不鏽鋼箔), 超薄玻璃與高分子塑膠材料都有一定的可撓性, 然而若把矽晶圓的熔點與玻璃的應變點做為參考的溫度, 檢視可撓性的不鏽鋼箔, 超薄玻璃與塑膠材料的工作溫度範圍如圖1所示.
從製程溫度範圍來看, 不鏽鋼能夠承受的溫度範圍比較寬廣, 許多可以應用在矽晶圓的製程有機會應用到不鏽鋼箔上, Uni Solar就是利用不鏽鋼箔製作軟性矽薄膜太陽能電池, nano Solar則用鋁箔製作CIGS箔膜太陽能電池, 只是金屬箔是導體材料, 在較複雜的軟性電子元件設計上需有絕緣層等設計.
超薄無堿玻璃的特性與目前製程成熟的平板無堿玻璃相近, 現在應用到平板無堿玻璃的製程幾乎都可以轉移到超薄軟性玻璃上, 是近年來包括康寧, NEG, Schott等玻璃大廠在極力推廣的材料. 然而, 超薄無堿玻璃雖然有一定的柔軟度, 但是能夠承受的彎曲程度有限, 以Corning的Willow玻璃為例, 100μm厚度的超薄玻璃在彎曲半徑達4mm時, 玻璃承受的彎曲應力(Bending Stress)就達近100Mpa, 因此, 超薄玻璃在需要彎曲很大的可撓性電子元件應用上空間就比較小.
高分子的塑膠材料一直以來都是軟性電子寄予厚望的材料, 然而, 塑膠膜材的耐溫不如玻璃, 提高塑膠基板的耐溫度與降低熱膨脹係數, 是塑膠基板應用到軟性電子製程發展的重點. 高分子材料可以透過分子設計, 納米材料的添加來提高耐溫特性. 以高分子材料的玻璃轉化溫度(Glass Transition Temperature, Tg)做為指標, 一般的製程溫度以不超過Tg為宜, 較高的Tg就能夠有比較大的製程溫度空間, 不同的高分子材料在有不同的Tg, 如圖2所示.
其中聚亞醯胺(Polyimide)Tg經過高分子設計, 添加納米無機材料等作特性的調整, 目前Tg以達430℃, 這與目前薄膜電晶體(Thin Film Transistor, TFT)的製程溫度相去不遠, 目前三星弧形的Glasxy round即採用PI基板, 顯示該PI基板已經可以承受到超過低溫多晶矽(Low Temperature Polysilicon, LTPS)的製程高溫. 聚亞醯胺材料具有耐高溫, 耐低溫, 耐化性與良好電氣特性的優點, 是軟性電子基本最具潛力的材料, 惟在軟性基材選擇上除了耐高溫的特性要考量以外, 軟性基板的光穿透率, 表面粗糙度與材料成本都是選擇須考量的因素. 例如聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene Terephthalate, PET)雖然Tg約70~80℃之間, 但是PET價格低廉, 光穿透性佳, 是透明導電膜的最佳材料. 阻止水氣與氧氣穿透是軟性塑膠基板應用上最大的障礙, 水, 氧的侵入會對電子元件造成破壞而導致電子元件失效.
不同的電子元件對於水, 氧的耐受度不一樣, 圖3是各種電子元件對於水氣滲透率(Water Vapor Transmission Rate, WVTR)的需求, 其中對於OLED軟性顯示與軟性照明來說, 水氣滲透率小於10-6的要求對於高分子材料是無法達成的性質, 因此水, 氧阻隔層的開發是一項非常大的挑戰.
水在一般的塑膠基材的WVTR約為10~102之間, 因此對於軟性電子元件來說, 需要建立水, 氧阻隔層. 水, 氧阻隔層一般是以薄膜的製程在塑膠基材上鍍上SiOx, SiNx,或是鋁的氧化物等無機薄膜, 單層無缺陷的無機薄膜如非晶Al2O3(Super Sapphire)可以在38 ℃/100% RH下可達到5×10-5g/m2/day的水氣阻隔效果(2), 單層SiNx在PEN基板20℃/50%RH下也達~5×10-5g/m2/ day(3), 然而'無缺陷'在薄膜製程是非常困難, 因此早期Vitex即開發有機/無機的多對阻隔層方式使水氧經過缺陷滲入時擴散路徑變長(4), 如圖4所示
有機/無機阻隔層來增加水氧擴散路徑的方法可以使水氣滲透率在60℃, 90%RH條件下達5×10-6g/m2/day的效果, 是目前水, 氧阻隔層最佳的解決方案. 然而多層代表的是製程成本高, 因此, 目前許多團隊就改善鍍膜材料與製程參數期待降低鍍膜缺陷來降低鍍膜的層數與增加鍍膜速率. Applied Materials開發鍍率達500nm/min的電漿聚合六甲基二矽氧烷(Plasma Polymerized HMDSO, pp-HMDSO)做為有機層, 以鍍率達250nm/min的PECVD SiNx做為無機層以達到降膜層數, 增加鍍率的效果.
另一方面, 原子層沉積(Atomic Layer Deposition, ALD)鍍膜的緻密性高, 單層的Al2O3的WVTR可達4.7x10-5(5)是近年來OLED封裝發展迅速的技術, Veeco的軟性封裝即採用FAST-ALD的技術, 據報載韓國三星和LG都有意改用Veeco的ALD技術, 顯然多層堆疊的水氧阻隔層在生產上仍有許的問題待克服. 整體來說, 目前的軟性基板水氣阻隔技術已經達到10-6g/m2/day的元件需求, 現下努力的方向是提高製程速率與降低製造的生產成本.
新興軟性透明導電膜材劍指ITO
軟性透明導電膜可視為軟性光電產品的基材, 因為光電產品大都需要既導電又能夠透過光線的基材, 所以軟性透明導電膜可以說是軟性光電產品的命脈與戰略物質. 目前透明導電膜主要是以氧化銦錫(Indium Tin Oxide, ITO), 然而, ITO本身是一種脆性的陶瓷氧化物, 因此在撓曲後會產生裂紋而失效, 故開發軟性透明導電膜是軟性光電產品首要之務. 依據Touch Display Research在2015年的報告得知, 非ITO透明導電膜之市場將逐漸地上升, 其趨勢如圖5所示(6). 預計在2018年取代ITO的透明導電膜市場高達40億美元的規模; 當到2022年時, 則將超過百億美元, 此龐大的市場規模主要來自軟性觸控, 軟性顯示器, 軟性太陽能電池與其他軟性電子元件未來幾年蓬勃發展的趨勢.
分析具有取代ITO透明導電膜的技術, 包括透明導電高分子, 納米碳管, 石墨烯, 金屬網格及納米銀線薄膜. 探究上述五種取代ITO透明導電膜的光穿透率與電阻關係, 可以得知當透明導電膜的電阻越低時, 光的穿透度則隨之下降.
下圖6為各種非ITO透明導電膜在不同電阻率時, 光穿透度變化的情形. 由圖6可以得知, 當電阻越低, 會導致光穿透性隨之降低, 在未來許多的電子元件應用(如: 大尺寸的觸控面板), 電阻值需求達100Ω/□以下; 光穿透度需求達80%以上, 在這個規格下, 納米銀絲透明導電膜是最具潛力的技術, 納米銀線透明導電膜低阻值, 光穿透度高的特性, 可以滿足目前ITO透明導電膜難以開拓的軟性電子市場應用.
雖然納米銀線透明導電膜是最具潛力的軟性透明導電膜, 惟納米銀絲成膜的困難度高, 納米銀絲塗布須要考量納米銀絲墨水的特性開發特殊的塗布設備方能產制電阻均勻, 高光穿透度, 低電阻的可撓性透明導電膜.
軟性功能性材料攸關有機半導體發展
近代電子可以說是建立在電晶體的架構下發展, 電晶體的基本材料是介電層(Dielectric Layer), 導電層(Conductor Layer)與半導體層(Semiconductor Layer). 無機介電層材料如SiO2, Al2O3, 或其他氧化物比較脆性, 不適合用於軟性電子元件, 所幸有機材料一般有比較好的絕緣性, 如poly(4-vinylphenol)(PVP), poly(methyl methacrylate , PMMA), Polyethylene Terephthalate(PET), Polyimide(PI), Polyvinyl alcohol (PVA)與Polystyrene(PS)都可以用於介電層.
由於僅屬材料本身的可撓性佳, 所以軟性電子可以選擇金屬做為導電層材料, 只是軟性基材一般能承受的加工溫度較低, 因此可以沉積的金屬受到限制, 一般以銀最適合, 銀的導電性佳(6.30×107S/m.), 容易沉積與圖案化. 若將納米銀粒子調配成漿料, 則無論是噴印(Inkjet)或是網印(Screen Printing)的加工方式都適用於軟性電子.
至於有機的導電高分子包括oly(p-phenylene vinylene)(PPV), polythiophene, polyaniline(PAN), PEDOT:PSS等有機材料, 其導電度也可達300S/cm, 雖然遠低於金屬導電度, 但是這些導電高分子液體的特性適用於印刷加工方式, 特別適用於軟性電子.
軟性半導體是軟性電子最具挑戰的一個材料. 無機的半導體材料如矽, ZnO等除了脆性以外, 一般的製程溫度較高, 軟性基板較難承受. 有機半導體材料則是開發的方向, 目前如poly(3-hexylthiophene)(P3HT),, poly(triarylamine), poly(3,3-didodecyl quaterthiophene, PQT), poly(2,5-bis(3-tetradecyllthiophen -2-yl)與thieno[3,2-b]thiophene, PBTTT)等材料都有半導體的特性, 此外利用石墨烯(Graphene), 納米碳管(Carbon nano tube, CNT)或是富勒烯(Fullerenes)來修飾有機半導體也有許多研發.
載子(Carrier)在半導體材料中的遷移率(Mobility)是評量電子元件響應(response time)的一個重要因素, 圖7是以遷移率為指標看有機半導體材料的發展(8). 由圖7可以看出, 目前有機半導體的載子遷移率大約超過非晶矽(amorphous Si, a-Si)的程度, 對於應用來說, 已經達到LCD與RFID的應用規格, 英國SmartKem, 德國Plastic Logic都致力於有機薄膜電晶體(Organic Thin Film Transistor, OTFT)研發, 在材料部份都有一定的成果, 搭載OTFT的軟性電子紙已經商品化, 是目前Plastic Logic主推的產品.
