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可撓式OLCD蔚為顯示市場超新星 雖然可撓式OLED現已廣泛地應用在智慧手機和手表等產品中的旗艦級款式，但直到最近，還沒有一種低成本的替代產品可以為需要大面積顯示器的其他主流應用(例如智慧家庭設備、車載顯示器和數位電子看板)提供曲面顯示器。然而，可撓式有機LCD(OLCD)技術的最新發展為更廣闊的顯示器市場開啟了一全新的設計自由度。與使用玻璃基板的LCD不同，OLCD使用有機材料而不是非晶矽(Amorphous Silicon, a-Si)電晶體。生產這些有機電晶體所需的溫度要低得多，因此可以使用薄至40微米的可撓式生物基材，例如三醋酸纖維素(Triacetyl Cellulose, TAC)。貼合且可塑的輕薄OLCD就是採用這種做法的成果，它不僅無損其光學性能，並且具有與玻璃LCD相同的延展性。 OLCD不僅提供了更好的美觀性，其可撓性可藉由向下折疊顯示器後面的邊框而實現超窄邊框的設計。對筆記型電腦和平板電腦等應用而言，這種特性很有價值，因為在這些應用中，無邊框意謂著相同尺寸的設備可具有更大的顯示螢幕。OLCD技術還能夠製造具有真正畫素級調光功能的超高對比雙單元顯示器(Dual Cell Display)，進而以低於OLED的成本提供類似OLED的性能。與玻璃顯示器相比，極薄的OLCD基板在成本、視角和模組厚度方面均具有優勢，同時還保留了表面整合式(Surface-integrated)汽車顯示螢幕等應用所需的螢幕靈活性。 這項新技術代表了顯示器產業的一大進展，OLCD在亞洲地區走向大規模生產，並且首次可在可撓式基板上生產大型和小型的顯示器(圖1)。 圖1　彎曲半徑為10mm的有機LCD 低溫製造漸為基板生產趨勢 從玻璃基板走向可撓式基板的轉變，將會帶來難以估量的巨大效益。從過去的資料來看，使用玻璃的原因有很多，包括其化學惰性、光學透明性和能夠承受建構矽基薄膜電晶體(TFT)所需的300~500℃溫度。由於矽TFT生產過程中牽涉到的許多加工步驟如退火、濺射、反應式離子蝕刻、離子注入和化學氣相沉積(CVD)等都需要大量能源，因此對於高溫製程的需求更加複雜。出於經濟和環境方面的原因，業界需要更節能的生產方法，而OLCD正是一種真正具有吸引力的替代產品，這可歸功於前所未有的低溫製程(整個OTFT製程都可以保持在100℃以下)，而採用溶液製程的有機TFT讓低溫得以實現。除了降低處理溫度之外，OTFT的製造過程還繞過了與矽相關的能源密集的步驟。例如，可以使用簡單的溶液塗布(Solution-coating)處理方式代替CVD。某些研究指出，從矽TFT轉移到蒸鍍式OTFT可以將製程能量降低10倍，而使用溶液製程的OTFT可以將能耗再進一步降低。 生物基基板節省資源/成本 實際上，OLCD製程的溫度是如此之低，以至於可以選擇採用各種薄膜來作為可撓式基板，包括生物基如非油基(Oil-based)和可生物降解的(Biodegradable)薄膜。OLCD製程使用一種稱為TAC的透明可撓式薄膜：三醋酸纖維素。顧名思義，這實際上是一種纖維素，通常是由木漿製成的，換句話說，TAC是由與紙張相同的天然原料製成的。實際上，纖維素膜可作為食品包裝中塑膠的可持續性替代品，所以它的使用已經越來越普遍。 顯示器供應鏈中使用TAC的時間已經有數十年，通常是在玻璃閱讀器兩側的偏光片中使用，如讀者正在看著的螢幕，可能就用到了TAC。人們之所以使用TAC，是因為它具有優異的光學性能，而且製造成本低，因此每年所製造的TAC薄膜可達到數億平方公尺。 在製造過程中，TAC膜會黏貼到平板顯示器的玻璃上。在這個製程結束時，可以憑藉非常簡單的「釋放」處理方式將TAC從玻璃上卸下，而毋需使用昂貴的設備。這個簡單的製程是OLCD具有低成本的關鍵部分—不僅因為良率高，而且因為平板玻璃載體可以在下一個顯示器重複使用。可撓式顯示螢幕廠商如FlexEnable所開發的TFT製程是工業化溫度較低的電晶體製程。低溫不僅意謂著節省能源，還意謂著基板選擇得以較廣泛，包括更具可持續性的基板，進而降低可撓式顯示器的成本。這項技術已經可以符合電子紙顯示器的生產要求，對於尋求以低廉成本生產大型可撓式顯示器的製造商，或者希望利用這項技術的許多其他效益的製造商而言，採用OLCD是一個很好的選擇。 高性能OTFT為技術研發關鍵 到目前為止，LCD一直僅在玻璃上使用以硬質陶瓷基材料製成的主動矩陣背板作為電晶體技術的主要基礎。而低溫製造方法則可以用柔軟的可撓式有機材料代替硬質陶瓷材料。 採用高性能、高品質的有機材料，一直是開發OTFT設備的重點。像是FlexEnable於2019年收購默克公司(Merck)，進而配製並供應用於製造OLCD的OTFT材料FlexiOM。 用於OLCD的主動矩陣背板至少使用三個FlexiOM層。第一個是FE-S500，這是一種接近非晶質的半導體聚合物，其能量失調(Energetic Disorder)的程度低；其上一層是FE-D320，這是一種低k介電材料，經過工程設計以確保與半導體介接的原始介面。最後的有機層是可交連的(Crosslinkable)介電材料FE-D048X，可用於提高電氣強度。一起進行處理時，它們已證明可以實現較先進的設備性能，包括接近0V的臨界值和大於106的開/關比。場效應移動率大於1.5cm2/Vs，這個數字高於大多數TFT-LCD玻璃顯示器中普遍使用的非晶矽TFT技術(圖2)。 圖2　顯示使用FlexiOM材料的OTFT背板橫切面 可撓式OLCD提供多種設計可能性 自從顯示器首次整合到設備中以來，LCD顯示器的普遍使用及其僅限於(幾乎)平面螢幕的特性就限制了設計人員的設計空間。產品通常是圍繞著顯示器來設計，而不是採用相反的理念來設計。由於可撓式基板容易切割，因此使用這些這些基板來取代玻璃便可消除這一設計上的限制，並提供創造具有獨特顯示形狀和曲面顯示螢幕的機會。 智慧家庭設備 不含玻璃的OLCD可以輕易加工成型為凸形螢幕或凹形螢幕，具有向下彎曲至10mm半徑的緊湊的曲線，且不會影響顯示器的穩健性。例如，高階的智慧揚聲器產品現在會配有主動顯示器，但是這些平板玻璃螢幕其實是整合顯示器和使其融入整體產品設計之間的一種折衷方案。OLCD不僅能夠實現與揚聲器形狀貼合的「環繞式」(Wrap-around)顯示螢幕，而且可以創建新的視聽使用案例。 汽車顯示器 汽車應用為可撓式OLCD提供了絕佳的機會。現代汽車的內部呈彎曲的曲線，只是因顯示表面平坦而受到影響。實際上，顯示器通常是汽車內部唯一平坦的部分。這一類的應用對曲面顯示器的需求很高，但是目前沒有可用的顯示技術可完全符合要求。 LCD在汽車應用中已成功使用了很多年。儘管有著嚴格的要求(這已使得LCD業界訂製適用於汽車的顯示器部件品質要求)，但LCD產業已可克服這項挑戰，並已成為汽車內部顯示螢幕應用的預設選擇。可撓式OLCD的任何實施方案都可以建立在此一供應鏈上，進而使用現有部件來簡化在汽車市場上使用新型顯示器的開發工作(圖3)。 圖3　Novares於2019年將彎曲的OLCD整合到其Nova Car＃2中 筆記型電腦/平板電腦 可撓式OLCD的成本結構類似於玻璃LCD，除了玻璃以外，它在結構上使用了許多相同的低成本元件，進而使得筆記型電腦大小的顯示器的重量可減輕100g，厚度則少了0.5mm。此外，OLCD還可以實現無邊框顯示螢幕的設計，進而使得筆記型電腦和平板電腦具有更大的顯示螢幕，而不會增加重量。 電視/監視器 液晶電視的成本較低，在電視市場上獨領風騷，但無法實現OLED電視所具有的超高對比性能。玻璃LCD技術的最新發展是將兩個LCD顯示螢幕彼此堆疊：形成雙單元LCD來提高LCD對比度。儘管這種方法可顯著提高顯示螢幕的對比度，但由於需要四塊玻璃板，顯示器變得厚多了，這也增加了模組的成本，並且需要更亮的背光照明，同時也無法提供真正的畫素級調光功能。 使用雙單元OLCD技術可以克服厚度增加和缺乏真正畫素級局部調光的問題。建構OLCD的TAC膜比玻璃薄了十倍，意謂著這兩個顯示單元的聚集間距能夠比電視的畫素間距小得多。另外，顯示螢幕架構變得更薄，並且能夠以更簡便的方式(與雙單元玻璃LCD或OLED相比)和較低的成本製造，並且具有更高的光學性能。 數位電子看板 當顯示器由玻璃製成時，重量就成為大型顯示器的重要考慮因素，使得大型顯示器通常需要堅固的支撐架或框架，這將會限制在建築物和物體內部和頂部安裝玻璃顯示器的位置和方式。OLCD技術在亮度、色彩性能、視訊傳輸率的能力和成本方面具備了廣告用LCD技術的效益，而其顯著的優勢則是毋需玻璃、輕薄且貼合；而該技術可以擴展到大尺寸顯示螢幕，甚至可以使大型數位電子看板顯示器與支柱、街道擺設、車輛外部和零售店內部融為一體。 OLCD與OLED互補特性分頭開拓不同市場 過去幾年，特別是在亞洲地區，業界已經對可撓式OLED技術投入了大量的資金，這引起了業界是否需要OLCD和OLED並存來滿足可撓式顯示應用需求的問題。仔細研究每種技術的製造和性能屬性，便可以發現實際上它們針對的市場領域不同。 可撓式OLED顯示器在對比度、顏色和反應速度方面提供了出色的螢幕性能，但在使用壽命、成本和尺寸可擴展性方面則有所限制；OLED螢幕的壽命與亮度成反比，因此不太適合同時需要高亮度和長壽命的應用。OLED還具有複雜的生產製程，進而導致較高的資本支出需求和材料成本，而讓整體的製造成本變得很高。最重要的是，其中數個處理步驟使得可撓式OLED難以擴展到大尺寸，因此它們的應用目前幾乎完全聚焦在智慧手機和智慧手表的旗艦型機種。 另一方面，OLCD的生產過程較簡單，其複雜性與非晶矽LCD相似，並且可以擴展到相同的大型尺寸。因此可以使用現有的TFT/LCD生產線來製造OLCD，進而生產出畫素密度、對比度、顏色和反應速度均與同類玻璃產品相同的塑膠LCD。OLCD的製造成本也接近玻璃LCD，因為OLCD可以使用現有供應鏈中的許多元件，例如偏光片和背光模組。最後，與其他LCD一樣，OLCD可以做得非常亮，但卻不會影響使用壽命。 綜合起來，這些特性使得合格的OLCD非常適合需要較大面積或較長使用壽命的應用，例如智慧家電和消費電子產品、汽車、筆記型電腦和平板電腦，甚至電視和數位電子看板。因此，OLCD和可撓式OLED是互補的技術，兩者相輔相成，可以為顯示市場的所有主要與次要市場帶來靈活性。 利用現有的LCD製造技術，讓現有的工廠能夠迅速地導入OLCD的生產。更好的美學效果一直是早期採用者的主要驅動力，許多設計人員正在充分把握從平面螢幕轉向新顯示器的大好機會，以實現新穎的形狀和設計。 從顯示器製造商的角度來看，隨著越來越多的10.5代生產線投入使用，關閉或重新調整老舊小型LCD生產設備用途的壓力將會越來越大。OLCD經過專門設計，可以利用舊有的顯示螢幕生產線，以便可以快速轉向製造可撓式OLCD，同時保留大部分成本已最佳化的現有供應鏈。 (本文作者為FlexEnable策略總監)

文 ｜ 萬岳憲 資策會MIC產業躍升事業群總監 數位轉型(Digital Transformation)的英文縮寫，習慣被寫為DX，萌芽於2011年的企業數位化(Digitization)倡議。因為當時出現許多新技術應用，破壞原有商業模式的案例，甚至發生實體企業被數位企業打敗，或實體企業轉型為數位企業後的突出表現而受到矚目。例如美國的跨國零售企業沃爾瑪(Walmart)公司，被跨國電子商務企業亞馬遜(Amazon)公司侵蝕市場，不得不加速積極擁抱數位轉型科技；美國奇異(GE)公司將原有的工業設備附加軟體與網路科技，積極發展物聯網服務平台，從硬體銷售轉型為服務獲利。2016年世界經濟論壇(WEF)發表《產業的數位轉型》(Digital Transformation of Industries)報告，強調數位轉型對全球產業競爭力、產業經濟發展的重要影響，因此引起世界各國政府開始重視「數位轉型」。 同時，全球研究機構也紛紛提出對「數位轉型」一詞的解釋定義。如經濟合作發展組織(OECD)認為，企業必須先將類比資訊轉換為數位型態，才可以跟雲端運算、機器人或人工智慧等新興數位科技，搭配組合應用，產生新的應用模式或商業價值；世界經濟論壇(WEF)則認為，透過新興數位科技的疊加運用，企業價值將會呈現指數型成長，不僅僅能改變目前的經營模式，甚至會協助企業產生全新的商業模式、應用、機遇或競爭態勢。 多元的定義與專業術語，導致國內許多中小企業主的無所適從，雖然知道公司應該要善用數位科技來突破目前的困境，但不知道應該要從那個方向或角度切入。今年五月，商周出版社彙整資策會MIC數位轉型研究團隊的研究成果，出版發行《數位轉型力》一書，就是期望能協助企業釐清專業術語名詞，瞭解數位科技應用的本質與內涵，提升與數位轉型相關的知識和素養。 從產業實務觀察企業運用數位科技，可區分為「數位化、數位優化、數位轉型」三個階段，企業可以從這三個階段切入檢視目前的經營狀態，沒有完善的數位化，當然就談不上數位優化；沒有提升數位化的水準，運用數位科技改善組織的營運效能、強化顧客體驗、掌握顧客喜好、提高顧客滿意度和忠誠度，就是沒有建立完善的數位優化基礎。數位優化能力不足的企業，就很難跨入數位轉型的階段，因為必須藉由高水準的數位優化能力，運用數位科技創造全新的商業模式。 企業運用數位科技的三個階段 資策會MIC將「數位轉型」定義為「以數位科技大幅改變企業價值的創造與傳遞方式」。也就是說，企業藉由完善的數位優化能力，在致力於數位轉型的過程中，成果會展現在顧客體驗、營運流程、創新商業模式、創新產品及累積數位資產等面向。而為了衡量數位轉型的成果，資策會MIC建構了數位轉型指標(DTI)，從營運卓越(Operation Excellence, OE)、顧客體驗(Customer Experience, CX)、商模再造(Business Model, BM)等構面來衡量，同時再以這三個構面為核心，分別開展10個評估方向和16個測量指標。 營運卓越(OE)和顧客體驗(CX)是兩大礎石，企業必須在這兩個構面，都擁有高水準的數位優化成果，並且累積數位資產，才有可能形成商模再造(BM)構面，產生創新的產品或服務，為企業創造新的利潤空間，為顧客傳遞新的價值。而驅動營運卓越(OE)、顧客體驗(CX)的核心力量，就是企業在進行數位轉型時的數位能力(Digital Skill, DS)。 企業數位轉型指標 數位能力(DS)包含「運用數位工具」和「累積數位資產」兩個指標。前項指標著重於觀察企業，是否能夠應用適當的資訊工具，促進或提升企業的經營活動成效，後項指標則是著重於觀察企業在運營過程中，數據蒐集、分析與應用的能力。而衡量企業的數位能力程度則區分為「初始化(L0)、數位化(L1)、整合化(L2)、自動化(L3)與智慧化(L4)」五個階段。 英國管理思想大師韓第(Charles Handy)提倡「第二曲線」的概念，提醒企業必須在即將到達頂峰之前，就開展第二條上揚的曲線，但是初始的第二曲線必定會有一段滑落期，這段期間的獲利遠低於第一曲線，因為是資源投入的初始階段，這是企業必須熬過去的投資期，然後第二曲線初始上揚的階段點，會與第一曲線的初始滑落點，產生黃金交叉，上揚的第二曲線，將帶動企業開創新的商業模式。 開展第二曲線的最困難之處，在於該如何知道第一曲線就快要到達頂峰？尤其是成功的第一曲線，往往會蒙蔽我們的視野，導致忽視新科技帶來的新市場機會。所以韓第認為，企業應該在景氣佳，營運還沒有走下坡的時候，就開始規劃第二曲線。 這樣的概念與數位轉型相仿，企業應該在成長階段就開始規劃實施小規模的數位轉型實驗，從每一個小實驗，累積足夠的學習經驗，從應用新科技的過程中，對數位轉型產生正確的認知，選擇適合自己公司的數位工具，從最可行之處切入並逐步導入。 日本經濟產業省曾經針對製造業進行數位科技運用調查指出，企業想要成功的運用數位科技，必須建立具體的目標與共識，並且與內外部的夥伴密切合作，但最重要的因素，卻是經營者必須有強烈的主導推動意願，才有可能提升數位優化水準，朝向數位轉型的方向前進。  

新冠狀病毒疫情肆虐全球，疫情爆發至今全球確診病例數已逾700萬，至少40萬人死於疫情，尤其逾2/3病例在歐美，在海外經濟和產業停擺時刻，工研院發表正壓式檢疫亭，盼協助國內外醫護防堵疫情。正壓式檢疫亭與臺大醫院新竹生醫園區分院、新竹馬偕醫院合作開發，具有安全設計、採檢量高、節能舒適、獨立潔淨、組裝迅速等五大特色；特別是以臺灣多年來在建置IC晶圓廠及光電廠無塵室的經驗下，打造出潔淨度優於醫院外科手術室，媲美全球最潔淨之檢疫亭。 臺大醫院新竹生醫園區分院急診室醫師使用工研院正壓式檢疫亭，為病患進行採檢。 工研院副院長彭裕民指出，工研院以科技力協助臺灣超前部署，儘管臺灣疫情穩定，隨著未來陸續開放商務人士來台、解除邊境管制等措施下，長久而言，醫院仍有採檢需求。工研院以五大特色打造正壓式檢疫亭，守護第一線醫護人員。首先是「安全設計」，為守護醫護健康，檢疫亭運用專利正壓設計，空氣只能由內往外送，受污染空氣進不去檢疫亭。第二是「採檢量高」，檢疫亭雙面設計，一小時至少可採12位，在疫情緊張時，一天可採檢數達240位。第三是「節能舒適」，檢疫亭內裝設冷暖氣機，可24小時恆溫恆濕維持亭內舒適溫濕度。第四是「獨立潔淨」，檢疫亭潔淨度為Class 1000無塵室等級，優於醫院外科手術室；而類似電話亭獨立設計可減少相互感染疑慮。第五個特色是「組裝迅速」，檢疫亭組裝僅需兩天，利於快速布建。 工研院正壓式檢疫亭內裝設冷暖氣機達成節能舒適特色，24小時恆溫恆濕維持亭內舒適溫濕度。 臺大新竹生醫園區分院院長余忠仁說，正壓式檢疫亭能夠有效杜絕醫護人員與病患交叉感染風險，而且也不需再穿著全套式防護衣，省下耗時耗力的穿脫時間，讓醫護人員可以放心將手伸進病人口中取得咽喉檢體，甚至可近距離與患者進行問診等動作。面對未來可能出現的疫情狀況，正壓式檢疫亭可大大提高醫療院所的篩檢能量。 工研院正壓式亭檢疫亭，站上防疫第一線守護醫護人員。(左到右) 工研院生醫所所長林啟萬合影，工研院副院長彭裕民，以及工研院綠能所所長王人謙。​ 新竹馬偕醫院醫務部主任蔡維謀表示，工研院開發的正壓式檢疫亭，不只是從工程師角度出發，而是與第一線採檢醫生討論，蒐集採檢可能遭遇的問題後，找出解決方案融入設計當中，符合實際採檢需求，讓醫師與受檢者可以在安全、安心且舒適的情形下進行採檢。 工研院從目前採檢的問題出發，改良出具五大特色的正壓式檢疫亭。其中正壓設計及潔淨度，均需藉風機濾網組件發揮功效；關鍵在於如何讓亭內正壓值、溫度控制、潔淨度、節能彼此不衝突，達成最佳化智慧調控。工研院團隊也藉17年前嚴重急性呼吸道症候群(SARS)時，打造負壓隔離病房的經驗，建置溫度恆溫，正壓值又能維持的節能循環氣流比例。同時，藉著濾網把外氣除汙淨化，創造亭內Class 1000無塵室等級。 工研院生醫與醫材研究所所長林啟萬則指出，正壓式檢疫亭目前已在臺大新竹生醫分院、新竹馬偕醫院進駐，可替代原來的臨時檢疫所，其組裝迅速的特色，非常適合因應邊境篩檢能量快速建置，成為防疫守門員。依現行邊境情境，人員入境後會進入篩檢站分流並確認身份、量體溫、詢問旅遊史、症狀，若有採檢需求，則進入檢疫亭採檢，未來搭配工研院的疫開罐達成採檢及檢測一條龍的模式，全程僅需１小時10分鐘就能完成，不但減少受測者等待與檢測時間，也讓醫療人員採檢更安全。

隨著疫情席捲全球，全球醫療人力問題成為矚目焦點。資深產業分析師吳駿驊表示，醫療導入AI是與人類共同協作，釋放出醫護人力而非取代之，而目前AI醫療健康發展雖然仍以臨床診療為核心，但其實多個健康照護的次領域都快速採用AI技術，特別是經歷2020年全球肺炎疫情，過去資源比重被輕忽的公共衛生次領域又重新獲得重視，其AI技術包含疾病預測與預防、流行病源基因演化路徑等。 示意圖　療導入AI是與人類共同協作，釋放出醫護人力而非取代之。來源：MIC資策會 針對AI醫療健康發展，吳駿驊表示，台灣廠商主要可思考三大機會： 一、過去醫療核心臨床領域被國際大廠把持，現在利用AI破壞式創新，臺灣廠商將有機會從醫療周圍次領域，找尋機會進入核心。 二、國內ICT業者可透過與AI醫療新創業者的合作，共同打造醫院解決方案，利用產業競合關係取得有利位置。 三、可預期「精準健康」需求將帶來新商機，業者不妨由消費性電子產品出發，發展數據收集與分析相關軟硬體產品。 醫療產業已來到不得不數位轉型的路口，資策會MIC表示，四大轉型趨勢包含以病患為中心發展個人化、精準醫學；透過機器人分擔工作、模擬訓練提升經驗、自動化釋出時間，提升醫護能量；利用智慧科技協助工作分流，如AI輔助決策性工作、智慧導診，優化臨床流程；如居家生理監控，讓醫療走出醫院，整合社區照護。不過想轉型成功，須先擁有良好的通訊品質，5G特性為大頻寬、低延遲、大連結，也因此成為醫療數位轉型最關鍵的催化劑。 資策會MIC指出，5G智慧醫療有六大潛力應用，國內ICT業者可多加留意，包含遠距生理監控、醫療物流機器人、AR手術導航系統、手持行動超音波、遠距醫療推車、數位五官鏡遠距診療。觀測疫情也為5G智慧醫療帶來應用機會，主要聚焦遠距會診，以及為了減少醫護人員感染風險，透過醫療服務機器人與醫療穿戴裝置監控與照護病患。在疫情推波下，遠距醫療、居家醫療與社區照護預期將首先落地實現，下一個階段可注意醫院專網，由於醫院導入智慧應用需配合高品質與網路資安，醫院專網是未來不可避免的趨勢。

人工智慧(AI)搭上新冠疫情(COVID-19)的診斷及照護需求，讓智慧醫療議題再度受到熱門關注。新創團隊針對遠距醫療、家用心電圖、慢性病送藥與智慧醫材主題創業，搭建台灣的智慧醫療生態系。其中聿信醫材研發AI呼吸監測貼片，應用在肺炎病人及手術麻醉時所需的即時、連續呼吸監測需求，並透過AI辨識呼吸症狀。 而綜觀台灣的智慧/遠距醫療的落地過程，從事智慧照護工作多年的謝明家醫師則從醫師角度，分析台灣的遠距照護面臨法規、平台技術、商業模式與線下抗議等四大挑戰。解決技術問題方面，則有賴醫療人員與IT專家的深度合作。 AI聽診貼片辨識呼吸症狀 一般病患就診時，血壓、血糖及心跳等生理現象皆有連續偵測的數據指標，提供醫生診斷參考，但是呼吸方面缺乏相關的測量依據，而且醫生聽診的結果從未整理成客觀數據。新創團隊聿信醫療器材執行長許富舜從中發現醫療領域的不足，找到切入智慧醫療市場的著力點。他認為，AI目前的技術足以辨識不同呼吸聲響，進而找到不順暢的呼吸病徵，協助醫師的臨床診斷工作。 圖1　聿信醫療器材執行長許富舜 高度重視呼吸監測的場景包含手術中的不插管麻醉，以及進行心肺手術或重症治療時，都需要密集掌握患者的呼吸狀況。許富舜說明，為了滿足醫療場域中的呼吸監測需求，聿信研發貼在病患身上的聽診貼片，即時記錄病患的呼吸品質、發生哪些異常。尤其面對新冠肺炎(COVID-19)的診療需求，呼吸貼片能夠讓醫護人員免於近距離聽診，降低感染風險，同時彌補醫護人力不足的問題。聿信在一年內已標註超過40萬筆資料，並在武漢的醫院等地方進入臨床應用階段，未來以呼吸辨識平台為目標，期望所有電子聽診器的音檔皆能在平台上進行AI辨識。 遠距醫療需跨域合作/建立商業模式 智慧醫療產業中，除了科技廠商，醫療專業人員也是促成智慧醫療發展的重要角色。中國醫藥大學附設醫院智能糖尿病暨代謝運動中心副院長謝明家從醫師角度，分析台灣在智慧及遠距醫療的現況與趨勢。台灣在民國84即啟動遠距醫療計畫，希望解決偏鄉醫療資源不足的困境，而107年制定「通訊醫療診察辦法」，並在今年為因應新冠疫情的醫療需求，政府放寬遠距醫療的標準。謝明家管理的遠距照護系統以需要糖尿病控制的患者為對象，病患每日上傳血糖/血壓數據與飲食記錄，搭配個案管理師線上諮詢及緊急狀況處理，即可由每週看診改為一個月回診一次，且多數能在兩周內達到血糖穩定。  圖2　國醫藥大學附設醫院智能糖尿病暨代謝運動中心副院長謝明家 然而在超過十年的執行歷程中，謝明家帶領過全台甚至兩岸合作的遠距醫療團隊，但是目前台灣的遠距醫療仍面臨許多待解決的挑戰。謝明家說明，遠距醫療需要醫療團隊結合雲端平台、通訊系統與量測設備進行診斷，同時克服法規、平台技術、商業模式與線下抗議的挑戰，才能真正落地並普及。 對醫療人員而言，省時且方便使用的平台能真正減少診療所需的時間，因此設計平台的工程師需與使用平台的醫師加強溝通，甚至對彼此的專業具備基礎知識，才能開發適用於臨床場景的工具。此外，若是未來遠距醫療普及甚至納入健保，擠壓診所醫師或藥師的收入，可能面對競爭者的不滿。此外，成功的商業模式與團隊內的合理分潤至關重要，才能留住頂尖人才，維持醫療團隊的品質與永續經營。最終謝明家以台灣的優勢總結，他認為若是把握台灣的醫療及通訊技術優勢，透過科技與醫療專家的深度合作，便能以台灣為練兵場，放眼國際智慧醫療產業。

AI新興應用持續推進 自2018年起，在演算法層面，AI已經相對成熟，賽靈思(Xilinx)人工智慧業務高級總監姚頌(圖1)提到，目前應用層面還在不斷進展的是神經結構搜索(Neural Architecture Search, NAS)相關的領域，希望透過電腦自動找到最佳演算法結構、減輕演算法工程師的負擔。MIT的韓松教授推出One-For-All神經網路，可以訓練一個複雜的網路，針對不同場景的需求(高精準度、低延遲等)，自動選擇部分子網路來滿足要求。2020年，對於邊緣運算解決方案需求最大的還是手機與汽車，二者共同的特點都是無論網路與通訊狀況如何，都需要AI做出迅速的反應。 圖1　賽靈思人工智慧業務資深總監姚頌 姚頌進一步指出，手機、平板電腦已經從通訊工具，升級為娛樂工具，再升級為邊緣的核心設備。除iPhone全系列產品已經搭配了用於FaceID的結構光相機，需要即時、私密的AI識別之外，最新推出的iPad Pro，還新增了dToF的微型雷射雷達，可以進行高精度測距、實現良好的AR效果，而AR也是AI的一個重要應用場景。另外，2020年在自動/輔助駕駛、智慧車艙已全面採用AI，特別是隨著電動車的推廣，汽車被視為下一個智慧終端裝置。 過去影像辨識與語音辨識通常是各自發展的應用，主要原因是影像採用卷積神經網路(Convolutional Neural Network, CNN)，語音使用遞歸神經網路(Recurrent Neural Networks, RNN)，然而近期Google公開演示了使用CNN網路進行語音辨識，也開啟了影像與語音辨識複用的可能，NVIDIA技術行銷經理蘇家興(圖2)認為，目前已有應用同時導入兩種辨識技術，讓人機溝通更自然，雖然目前還不是使用同一套網路，但或許不久的將來就會相互整合。 圖2　NVIDIA技術行銷經理蘇家興 手機/汽車AI競爭如神仙打架 手機與汽車是兼具雲端與終端的裝置，一方面需要強大的運算效能，一方面對耗電非常在意，這類產品也被看好具有高度潛力，於是大廠的邊緣應用都投注心力在這兩類產品。姚頌表示，AI晶片除了性能需求足夠出色，更重要的是需要有簡單易用的開發環境、豐富的生態以及滿足使用場景的產品功能。賽靈思2019年推出了全新的軟體發展環境Vitis與Vitis AI，就是旨在協助不同開發者輕鬆地開發AI應用。而針對AI產業的Vitis AI以及Vitis AI Library，可以允許演算法工程師直接在提供的大量案例上二次開發，也可以透過簡單的命令與腳本編寫完成AI演算法的編譯與執行。 在晶片層面，賽靈思推出了新的車規級運算平台XAZU7與XAZU11，可以廣泛用於L2到L3的輔助駕駛與自動駕駛場景，也可以用於智慧車艙的各類應用。到目前為止，Vitis AI已經發布了最新的1.1版本。而賽靈思的自動/輔助駕駛方案也得到戴姆勒、百度等汽車產業認可。 另外，NVIDIA在GTC也公布新一代自駕車平台Orin，將整合具新一代TensorCore之Ampere架構GPU，針對L2的標準可在45W耗電水準下，提供200TOPS性能的版本；針對先進輔助駕駛的Orin ADAS SoC，可在5W功耗提供10TOPS的性能，能夠滿足當前先進輔助駕駛的需求。標準的Orin採用12核Arm Herculus CPU搭配Ampere GPU，記憶體頻寬達200GB/s，與支援四路10Gbps乙太網路，具備170億個電晶體。在L5自動駕駛平台部分，NVIDIA藉由雙Orin搭配兩組Ampere架構GPU組成，功耗800W，但算力可達2,000TOPS。 而在CES 2020，高通發表Snapdragon Ride平台，正式進軍自駕車領域。該平台共有三種不同的配置，其中，單處理器版已經足夠應付ADAS系統；雙ADAS處理器版本，算力則更進一步強化，同時也為系統準備了安全備援，可以支援L2和L3半自動駕駛。第三種配置則在上面的基礎上多了加速晶片，三晶片版本的配置包括兩塊ADAS處理器外加自動駕駛加速器，算力可達400TOPS。 關鍵應用投入大量資源/時間 除了汽車與手機之外，蘇家興表示，智慧醫療、5G等應用也需要高運算力，而由於AI模型發展越來越複雜，在業界希望賦予AI更多能力的前提下，導致資料庫越加龐大，所以在訓練過程中希望可以優化網路，以提升整體系統的效率。 AI晶片在重要裝置如手機、汽車等平台的發展目前由大廠主導，除了含金量高之外，這類平台的應用需要整合許多相關資源，與雲端的網路訓練關係也很密切，如自駕車就需要非常龐大的網路資料庫輔助，目前相關廠商已累積不下數百萬英哩的測試里程，但實際上離自駕車可以安全上路還有很長一段距離；另外，智慧醫療除了資料數量之外，更要求資料品質，而且醫療行為攸關人命，發展過程會更加謹慎。相信未來幾年，人工智慧還會發生更多有趣的事，開創更多可能性，值得市場持續關注。

例如格羅方德先前已由晶圓級測試展示0Mb 22nm FD-SOI eMRAM巨集功能，突顯出sub-ppm BER、數據保留以及從1Mb收集的早期可靠性結果。但是為了保證eMRAM產品的可製造性，最重要的是驗證具有高良率的封裝水準產品的功能性與可靠性。本研究使用先進的磁性穿遂接面(MTJ)堆疊、整合和蝕刻製程，藉由在寬廣的工作溫度範圍(-40至125℃)和ECC-off模式下的封裝水準所取得的產品功能性和可靠性，證明22nm FD-SOI eMRAM的可製造性。 格羅方德的eMRAM產品能夠通過標準的可靠性測試，例如LTOL(168小時)，HTOL(500小時)，1M的耐久週期和5x回流焊接測試，故障率小於1ppm。此外40Mb eMRAM巨集能夠滿足備用和主動模式下的磁抗擾性要求。 eMRAM技術實現高良率 40Mb 22nm FD-SOI eMRAM巨集，其中顯示MTJ陣列的橫截面TEM(圖1)。該晶片配備內部偏壓、時序控制系統和ECC。內部電壓以tick為單位，由登入設定進行管控。MTJ堆疊、整合和蝕刻製程已進行優化，以符合蝕刻製程和HPD2後續退火製程，但仍符合晶片級的所有MTJ性能表現。 圖1　(a)40Mb 22nm FD-SOI eMRAM巨集，(b) MTJ陣列的橫截面TEM 藉由達成高穿隧磁阻效應(TMR)，其中Rp為並聯(P)或是狀態為0電阻，而Rap為反並聯(AP)狀態為1電阻和減少MTJ電阻分布，進一步改良MTJ堆疊和蝕刻製程，爭取20%的讀取裕量，以確保在125℃量產時能保持穩定的良率。圖2(a)和(b)分別顯示，拜先進的MTJ堆疊和蝕刻製程所賜，TMR和電阻分布的改進，達成TMR/的(Rp)~24(一般SA需求>20)，以確保在125℃的情況下能獲得高良率。 圖2　為了獲得最佳MTJ性能，隨著時間進展的製程改善趨勢：(a)適用於不同製程的TMR(2)Rp sigma。TMR和Rp sigma都獲得顯著改善，以在125℃時獲得足夠的讀取裕量。TMR/σ(Rp)∼24at125℃(SA極限∼20) 藉由提升自旋轉移矩效率，符合5x回流焊接後，再提高寫入裕量。實際的1Mb位單元MTJ電阻分布，描繪了σ(Rp)~28的較寬分隔(圖3)。良率隨時間推移出現諸多指標性的變化，最終製程實現了穩定且高良率(圖4)。而5x回流後不同MTJ和蝕刻製程的BER趨勢(圖5)。透過優化的製程，整個晶圓獲得穩定的回流性能(中位數BER<1E-7)。 圖3　實際1Mb單元陣列的Rp和Rap狀態的位單元電阻分布 圖4　40Mb eMRAM t0 BER(<6E-6)隨時間進展的良率改善趨勢 圖5　不同MTJ製程5x回流後BER改善趨勢，顯示了對於10ppm BER標準，整個晶圓達到100％之5x回流性能 不同MTJ堆疊的標準化開關電壓(Vc)與矯頑磁場(Hc)之間的關係(圖6)，所有這些堆疊都通過5x回流焊接，良率為100% (BER<1ppm)。陰影區域中的數據點顯示出最佳的寫入裕量，並且選擇了產品認證堆疊來獲得最佳的耐久裕量，同時滿足5x回流焊接的要求。 圖6　(a)左圖為針對不同堆疊拆分的歸一化MTJ Vc與Hc之對比。(b)右圖為MTTF與電壓之間的關係，顯示不同製程拆分的固有TDDB有所改善 為了進一步提高耐久裕量，須調整氧化鎂(MgO)阻障和蝕刻製程。來自位元陣列的TDDB特徵(圖6b)顯示，在工作電壓下以製程3(用於品質鑑定)，TDBB的固有改良>2。在晶圓級進行最終鑑定過程中，所測量的MTJ電氣測試(ET)參數的分布(圖7)，描述整個晶圓的常態分布。此後，出現了從大量封裝零件中收集到的40Mb eMRAM產品性能表現資料。選擇工作電壓(Vop)偏置條件來過度驅動晶片，以包含晶片到晶片和晶圓到晶圓t0...

隨著機器人對物流、配送及品質檢驗產業的應用，高靈活和高效充電解決方案的需求正日益成長，以人工管理以及全天候人員輪班處理突發充電需求的可行性也在日漸降低。下一步是增強機器人自主性，即在完全無人工干預的情況下，保持正常工作。 機器人能源解決方案廠商WiBotic透過無線充電站實現對機器人和無人機(UAV)的無線充電，無需人工作業員對機器人和充電設備進行實體連接。無線充電技術還可減少實體連接點的磨損、電源線和地面安裝的充電站的絆倒危險，以及對專用充電室的空間要求，實現新一代完全自主充電的可能。擺脫了以人工管理充電的需要，這些裝置的功能性和生產力提升達到新高，因為這些裝置再不受電源限制。 圖　Vicor 為設計和支援 Wibotic 低功耗開發套件提供協助。來源：Victor WiBotic可推動多對多操作，即多款機器人(含來自不同製造商的機器人)可在不同時間透過同一款基座充電。或者整個機器人團隊可在倉庫內位於不同位置的充電基座網路中移動。簡而言之，任何機器人都可透過任何充電站充電，即使機器人有不同的電池化學成份、電壓和充電電流。 WiBotic的機器人無線充電方案使用Vicor所提供的48V VI Chip PRM穩壓器。該穩壓器是一款400W高效率轉換器，可透過36~75V的工作輸入電壓產生穩壓輸出。該裝置可為WiBotic TR-110無線充電站板載的自我調整匹配基座供電，而該基座又可為機器人或無人機的板載接收器無線饋電。PRM接收AC-DC電源的48V電壓，輸出電壓的控制不僅可自我調整，而且該電壓還可在大約20~55V之間微調。 Vicor PRM能在各種阻抗下實現一致的高效率轉換，可靈活支援全面充電和涓流充電模式，即使在供電功率較低時效率仍然不致明顯下降。高效率轉換功能帶來了40~45°C 高度一致的最高元器件裝置溫度，有助於在整個功率範圍內解決熱管理限制問題。

市場研究機構IC Insights最新報告指出，由於武漢肺炎疫情影響，科技產業鏈的運作面臨諸多不確定性，許多半導體業者已無法提供全年財測，只能逐季提供下一季營運預估。但為了評估半導體產業的景氣走勢，IC Insights仍彙整了21家提供2020年第二季財測報告的企業所提供的資料。整體來說，半導體公司對第二季營運的看法都呈現保守或悲觀態度，僅少數公司如聯發科、超微等6家公司，預估第二季營收將比第一季成長。  

先進封裝最大挑戰來自於異質整合晶片內含多種材質，堆疊複雜容易導致翹曲(Warpage)。此外隨著線寬/線距的縮小，翹曲的程度易導致表面黏著技術(SMT)過程異常，甚至影響後續板階可靠度(Board Level Reliability)結果(圖1)。除了晶片元件本身會發生翹曲外，晶片透過表面黏著技術結合到電路板時，因晶片與電路板CTE不同，翹曲的狀況就會加劇。而當翹曲超過一定的幅度，就會造成SMT的焊接品質不良，也影響後續的可靠度測試結果。如何妥善安排這些溫度特性不同的材料依序堆疊，在加熱與散熱時不會互相影響，是相當嚴苛的技術挑戰。 圖1　先進製程晶片元件或多或少都會有翹曲現象，若變形量符合IPC規範控制在一定程度內，都不會影響後續元件上板品質(來源：Akrometrix) 由於IC黏著在模擬PCB上的品質好壞，將直接影響到產品壽命判斷精準度，因此表面黏著製程在其中扮演重要角色。而品質好壞的關鍵因素包括錫膏特性、印刷條件設定(如脫模間距、脫模時間、印刷速度)、置件精準度、鋼板選擇。 以宜特科技可靠度驗證實驗室為例，近年來接到非常多客戶在試驗設計(Design of Experiment, DOE)等研發階段有SMT需求，希望可以在產品量產前，進行一些材料選擇、製程參數調整等少量多樣的需求。然而半導體產業工程師一定遇過自家SMT產線量產產能都已被預約額滿，根本無法支援DOE試驗設計等研發階段少量多樣的研發品。而IC設計工程師也遇過大型封裝廠無法進行研發品少量多樣協助的狀況。因此該可靠度驗證實驗室便提供少量多樣SMT服務，除了可以量身訂作測試樣品進行品質與可靠度驗證外，同時協助執行各式工程DOE及尋找最佳組合參數，協助克服在研發階段所遇到的SMT黏著問題。以下為實驗室常接到的SMT案例。 基板手動除球暨兩類植球應用 錫球成分是決定產品品質好壞的重要因素之一，若等到產品量產才發現錫球有問題，可能為時已晚。因此可靠度驗證實驗室遇到許多客戶在產品設計階段初期，嘗試不同錫球成分與封裝的匹配來選擇最佳的錫球材料，植球主要分為兩種應用。 1.錫球焊錫可靠度驗證 使用特殊設計的治工具，將所需驗證的錫球植在基板(Substrate)上。 2.錫球支撐性驗證 因零件尺寸隨著封裝技術日益變大，大尺寸零件容易因翹曲及零件本體重量造成焊接異常如短路。而實驗室的技術可將銅核球結構的錫球植上基板以增加支撐性，避免焊接短路問題發生。錫球種類包括各類錫銀銅合金錫球、不同核心錫球(如銅核球)等，根據錫球植上基板的DOE結果，導入合適錫球，將可提高產品驗證成功率。 除球作業上，因應封裝樣式的多樣性，除了植錫球外，實驗室也遇過需進行除球作業的案例，例如樣品晶背(Backside)有矽(Silicon)時，就須要進行樣品前處理，將錫球去除，以利後續的翹曲量測模擬(Shadow Moiré)能夠順利執行(圖2)。 圖2　除錫球製程 量測篩選先行克服翹曲問題 5~10年前，翹曲幅度只要控制在6~8mil以內，都不至於影響後續SMT等製程(圖3)。然而近年來，異質整合材料堆疊複雜，容易導致翹曲失控，各項先進製程的材料種類複雜且反覆堆疊，受到溫度影響後的變形量已比5~10年前的樣品來得嚴重。該可靠度實驗室發現，隨著未來接腳數(Pin Count)越來越多，晶片上板時，為使錫膏與錫球可以接合順利所使用的治具鋼板(Stencil)，厚度就會越來越薄，若繼續維持在6~8mil的翹曲幅度，便難以像早期維持SMT製程品質(圖4)。 圖3　傳統PCB，鋼板因接腳數較少，錫球用的不多，相對鋼板不需要太薄 圖4　隨著先進製程的元件接腳數變多，錫球需要較多，鋼板就需要較薄 許多提出IC設計、晶圓代工及封裝測試廠需求的客戶，希望可以先模擬確認翹曲數據，調整錫膏印刷鋼板設計及回流焊溫度，藉此減少因翹曲造成空焊及短路問題的機率。依據此方式，宜特已為多家廠商克服PCB或IC翹曲的焊接問題(圖5)。量測分析的速度非常快，約半小時就可得知元件在不同溫度的變形量，也能模擬溫度循環的環境，協助客戶與可靠度測試進行搭配，觀察產品在哪個溫度達到最大的變形量，並能在測試中思考如何改善與預防。 圖5　SMT上板前可針對元件與PCB進行模擬分析，預先了解翹曲情形(圖片來源：Akrometrix) 回顧翹曲量測的原理，是應用樣品上的參考光柵和它的影子之間的幾何干擾產生摩爾雲紋分布圖，進而計算出各圖元位置中的相對垂直位移，並可應用於模擬SMT回流焊溫度和操作環境條件，同時捕捉一個完整的歷史翹曲位移表現(圖6)。在板階可靠度實驗室觀察中，翹曲的問題勢必會持續存在，人們無法控制材料的特性，但如果透過篩選的方式，找出翹曲方向相同的零件與PCB，筆者認為這不僅不會降低可靠度的壽命，也能協助客戶找到完美翹曲比例，達到1+1>2的價值。 圖6　翹曲量測原理解析(圖片來源：Akrometrix) 上板治具對位製作 針對Package on Package(POP)類型的案例，為上下兩層PCB、中間印錫膏放置電極零件(圖7)；然而此方式容易導致電極材料黏著時在上下兩層PCB時，出現不平整或板彎的狀況。因此必須靠治具對位來解決。治具的製作，最難的地方在於必須考量錫膏厚度及開孔來符合焊接條件，且上下兩層必須精準對位。對此，實驗室進行治具的製作、上板以及後續還可串接故障分析實驗室，透過X-ray確認焊接品質。 圖7　可靠度實驗室可以協助客製化治具，進行治具對位 驗證階段同時模擬可靠度　免於費時修改 先進封裝時代來臨，異質整合成為趨勢，因此，進行IC設計時最怕IC晶片本身品質沒問題，但是當IC上板SMT後，卻過不了後續的驗證。而近期最常見的是上板後的翹曲問題，導致後續可靠度發現早夭，嚴重甚至須將產品退回到最初的IC設計階段，於耗費大量時間修正的同時，也可能趕不上預訂的交件日期。因此在驗設計階段，即可針對產品進行可靠度模擬，了解是否需調整製程參數、調整材料，將可事半功倍，有效率地讓產品快速上市。 (本文由宜特科技提供)