充滿期待與想像的第三生活空間－智慧車輛關鍵技術發展趨勢與應用介紹
智慧車輛從早期自動門鎖、自動變速、AM/FM音響，到近期配置智慧導航、影像輔助；而為了進一步提升操控性與駕駛安全，智慧汽車都會配置各式攝影機與感測器，來提供汽車駕駛輔助、影像辨識與環境感測等功能，更配備了夜視、倒車輔助、全周影像、遠距環境感知等系統；未來將朝聯網應用、主動安全、自動駕駛等方向發展。車聯網與無人車更是智慧車未來趨勢：車聯網導入資通訊科技，可提供行車通訊（包含無線通訊、GPS）、資訊娛樂（影音播放、資訊顯示、高精度圖資），並可透過雲端下載更新、大數據分析與深度學習來提升駕駛輔助的可靠度；無人車之自動駕駛技術則更朝不斷加入先進技術等方向邁進。未來智慧車輛內部環境的應用亦可具備辦公、使用社群軟體進行情感交流、享受高畫質車載娛樂等多重用途。
汽車智慧化的比重已隨著聯網技術的成熟日趨升高，加上車電大廠看好車用市場的高額利潤，紛紛投入開發新型態的車用人機介面(HMI)系統。大型化、自由造型車用面板、安全輔助等功能將重新定義車用人機介面，並帶動相關產業發展。「智慧車輛未來的人機介面與材料發展趨勢」主要以國際展會觀察，綜整出前瞻車用人機介面技術，以及新興材料在智慧車輛上的發展趨勢。
車用平面顯示器產業產值成長迅速，預測整體市場在2020年有170億美元，而下世代的顯示裝置以透明顯示器最具有技術創新以及市場潛力。近年來車聯網興起，汽車內建顯示器逐漸成為趨勢，車用顯示器產品成為中小尺寸面板的新藍海，而未來導入透明顯示器可以將駕駛所需資訊顯示於擋風玻璃、車窗或是透明抬頭顯示器上，增加行車的便利性與安全性。「車用透明顯示器元件與材料」介紹可應用於車輛上之透明顯示器技術，以及可用於螢幕上防眩/抗反射之材料技術。
「智慧車用觸覺回饋技術發展與趨勢」一文指出，在車用電子領域中，觸覺回饋結合視覺與聽覺回饋之人機介面是各大車廠亟欲發展的目標，能夠幫助情境中的真實感與情感連結，豐富感官感受，除提升用戶真實體驗感與滿足度，也可作為駕駛輔助，兼具車用安全。工研院材化所開發之觸控回饋材料為軟性壓電材料，以單一膜材結構兼具「觸覺回饋」與「觸控輸入」功能，也可應用其高頻振動特性，製作成各式形狀尺寸之軟性超音波元件，未來也可應用在智慧穿戴式裝置領域，帶來更真實的使用感受。
「智慧車輛用生物辨識技術」主要介紹智慧車輛如何逐漸演進，並著重討論生物辨識技術的導入及發展現況。智慧車輛代表了整合環境感測、決策規畫、多項輔助功能系統，所使用到的技術包含了電腦、感測模組、訊息匯整、人工智慧與自動控制等，主要發展的方向分為提高車輛的安全性、舒適性與最佳化的人車介面。本文提出一種可以在短距離下產生均勻打光的方式，利用光色轉換材料的光學特性，搭配相對應的濾光材料，可在簡易的架構下得到清晰的指紋訊息，搭配透光式偵測器，便能組合出全透光的光學式指紋辨識。
新藍海商機－高端新材料高值化應用技術
近年來國際大廠針對高階高分子材料均有不同布局及應用規劃，如LCP、PPS、PEEK、PES、PSF等，除原先應用市場，各家也希望透過材料的調控及加工技術，賦予材料不同的應用範疇，藉以創造新藍海。「高值化」材料之基礎，即在於掌握材料之各項特性；而高分子材料與加工製程應用也有著密不可分的關連性，不同製程條件皆影響材料之形變及流動特性。材料的流變性質是由加工過程中之分子排列及結晶微結構所展現而成，進一步影響最終產品之特性，因此高分子流變對於新材料開發有著關鍵影響。
近年來耐候性材料已廣泛應用於金屬屋頂背面的隔熱材料、空調管道罩、體育用品、各類雜貨、建築、土木工程、家用電器和汽車等。然而，大多數未改良的塑膠材料在室外使用時會出現外觀變化且劣化快速。這是因為原本在室內使用的產品受戶外環境如紫外線、風和雨加速惡化而導致。為因應長期在外使用的情境，人們希望開發出能夠減少紫外線引起之劣化的耐候隔熱材料，「耐候材料發展近況與應用」針對耐候材料的發展及老化測試進行概述。工研院材化所率先導入特殊結構所開發之耐候尼龍工程塑膠，交替排序的分子結構，具有相當優異之抗老化能力與機械性質，媲美國外商品之物性規格，為一具有高度潛力之產品。
海水淡化為現今脫鹽程序中最具代表性的應用範疇，而現有海淡技術能耗高，故開發新穎的海淡技術降低產水能耗是未來必經之路。正滲透脫鹽技術具備低能耗、操作容易且不易薄膜結垢等優勢，其原理雖與成熟技術逆滲透脫鹽原理相似，但在薄膜效能上仍有很大進步空間。正滲透薄膜必須符合高脫鹽率、高水通量、高耐化性及具有相當的機械強度，故其設計方向與逆滲透薄膜大不相同，「高效水濾材脫鹽應用－正滲透薄膜」針對正滲透薄膜的發展進行概述。工研院材化所開發之正滲透薄膜導入奈米無機材，使高分子漿料不再下滲到不織布區，可以使內部濃度極化現象得到改善，並且不影響機械強度，具有與商品相當的分離性質，為有高開發潛力之項目。
近年來3D列印設備以及材料不斷推陳出新，創造了明顯的市場成長，並逐漸聚焦在幾個主要潛力領域，如生醫、汽車、航太以及民生應用。投入此領域的廠商不再僅限於列印設備商，原料商與下游應用端也看好未來市場的成長性紛紛投入研發，這將成為市場成長的動力來源。「剖析高分子粉床3D列印材料需求與市場動向」一文介紹目前高分子3D列印市場現況，也分析主要3D列印技術的成型原理。由於粉床列印技術具有多元材料潛力，並且列印成品具有機械強度優勢，預期在10年內可望成為市占最大的列印技術。因此，本文最終聚焦粉體材料技術規格，介紹高分子粉體研發指標。
「高分子物理於新材料之應用檢測」一文主要針對高分子物理研究範疇，例如高分子自組裝奈米結構與奈米侷限空間之高分子結晶行為、新興高分子奈米結構鑑定技術、新型高分子自組裝奈米結構及其相關形態轉化行為檢測的實例進行報導。期許透過高分子物理新視野，建立新型高分子材料研發之關鍵技術，完整釐清自組裝奈米結構的熱力學和動力學操控因子，並瞭解結構形成之機制，協助國內高分子產業建立自組裝奈米結構控制之方法。
照明世代大躍進～先進照明特別報導
全球固態半導體光電元件產業發展日益熱絡，相關之關鍵技術產品得以快速擴展到更為廣泛的應用領域，聯合國宣布2015年為光世代及光基礎技術國際元年！而發光二極體、雷射二極體、有機發光二極體、紅外線感測、太陽光電等光電互轉基礎技術則為光世代產業發展關鍵，尤其在照明的應用領域當中，基於全球提倡節能政策議題等趨勢的帶動下，固態照明儼然成為照明產業中耀眼的優先選項，快速提升其在室內照明應用市場的滲透率，帶動全球照明世代的大躍進。市場推估智慧照明及其衍伸應用市場產值將呈現爆炸性成長，其中的個人化、高值化、創新應用與ICT連結，將是全球智慧照明技術與市場的發展重點項目。
LED照明產業發展已臻成熟，國內外廠商開始思考並著手技術產品的升級與公司經營模式的轉型。現階段國際領導型廠商的LED產業商業型態已從過去專營販售燈具硬體模式，逐漸轉型為智慧照明系統整合輸出與「光即服務」的新創模式，讓照明加入以人為本的設計概念，更讓LED產品拓展其光源附加應用價值，推動更多的跨域產業高值化應用。「從照明燈具邁向系統應用」一文從全球LED照明產業發展趨勢切入，簡述國際照明大廠發展動向與創新商業模式，並提出相關的智慧光環境系統應用案例，讓讀者能夠快速地了解產業發展現況與未來發展方向。
「OLED照明產業從0到1」報導，有鑒於國外知名照明大廠相繼投入OLED照明技術及產品開發，而台灣在此產業的投入相對落後；然長久以來台灣所累積的強大LED照明製造體系與經驗，若移植此技術能力優勢帶入OLED照明產業，完整的光電產業聚落將可為我國照明系統帶來新契機。OLED照明聯盟(OLCA)於2014年成立，成立宗旨即為結合業界力量促成OLED照明應用、加速OLED照明產業上/中/下游產業鏈垂直整合、共同開發OLED照明關鍵技術以及制定OLED照明產業標準，最終任務則為推動OLED照明光引擎商品化。目前工研院團隊已具備OLED照明元件的製作能力，建立試量產線，促成材料、設備自主化，並以產業聯盟促成照明系統設計及製造業者整合，加速OLED照明商業化，以優化下世代固態照明產業。
「臺灣促進照明國際標準和認證機構實驗室的前景」一文藉由推動LED照明國際標準及檢測驗證平台建置的經驗與成果，對臺灣未來面臨下一波新興高值化照明產業的技術革新與市場趨勢，提出照明國際標準及檢測驗證實驗室的發展途徑。文中亦舉例介紹國內標準調和LED路燈成果和一般照明用OLED面板之安全性要求與性能要求，以協助廠商掌握最新國際標準及檢測技術，深化國際產業鏈之影響力，提高國際競爭力。
主題專欄
地球暖化與能源枯竭箝制人類生活，節約能源是當今全球重要議題。隨著LED發光效率快速提升，期待透過照明LED化達到照明用電的節約目標，以紓解現今電力吃緊之困境。面對照明LED化的到來，產品標準與檢驗制度建立有其必要性，透過產品標準可引導產品開發設計，達到品質提升與節能效益，搭配檢驗制度可營造優良市場環境，創造政府、產業與消費者三贏。光電/顯示專欄「LED照明產品標準研析」主要介紹我國照明產品標準與檢驗制度，剖析LED照明標準現況，並進一步說明國際LED照明標準之新趨勢，除讓讀者了解LED照明標準與檢驗現況外，並提供生產廠商未來產品開發之參考。
市場瞭望專欄「全球自動駕駛產業發展趨勢與臺灣產業發展機會」一文報導臺灣汽車電子零組件產業供應鏈完整，擁有少量多樣、彈性製造優勢，隨著自駕車、聯網車輛、電動車輛和共享經濟發酵，臺灣知名業者如台積電、華邦、聯發科、凌陽、光寶、鴻海、為升、台達電、國際航電等已經在車電領域扮演重要的角色。因自駕車、聯網車輛將可促進先進駕駛安全輔助系統，如車用影像系統、盲點偵測、車道偏移、停車輔助系統、車用LED等產品的需求，預估在全球自動駕駛發展議題帶動下，未來2050年在「乘客經濟」上可創造7兆美元的產值，吸引國際大廠如Tesla、Google、Qualcomm、Uber和新創業者投入。臺灣車電產品在導航、多媒體與車用影像項目居多，估計2020年臺灣車電產值可超過新台幣2,700億元。
延續上期，「全球電動機車產業現況與商機展望(下)」探討，面臨電動機車市場興起，燃油機車廠紛紛選擇跨足電動機車發展，並在關鍵零組件深化布局強化專利保護。未來電動機車市場將隨著多家車廠投入而呈現多元產品功能與服務發展，同級距電動機車亦將在2至3年內競爭轉趨激烈。此外，亦有部份新創營運商投入消費者數據收集，希望進一步與電動機車業者合作搭配，未來電動機車將可能成為數據收集核心，商業模式則依數據與資訊為基礎，解決使用者痛點，並成功促成多方獲利及獲益。電動機車未來將可能面臨電池回收與車廠獲利等問題，在發展電動機車同時，應以更宏觀角度思考產業發展全局，如電力來源、電池回收、商業獲利模式、生產流程優化、勞工職能培育等，以建構未來產業生態系之必要發展條件。
近年來運動健身、防護安全及環保觀念興起，消費者對於紡織品的要求漸趨嚴格，為了滿足市場的需求，開發新材料及創造產品話題性與附加價值成了當前重要的課題。其中又以共聚合手段合成長效型特殊機能性及環境友善之生質來源的耐隆紡織最為符合世界潮流，纖維紡織專欄「共聚耐隆基礎技術能量」文中將介紹目前國際知名大廠之共聚耐隆基礎技術的發展現況，期許能與國內相關業者相互激盪，帶動我國紡織產業鏈蓬勃發展。
生質材料專欄「國際生質塑膠包裝材發展趨勢(下)」一文繼續與讀者分享芬蘭、丹麥各國與國際大廠如可口可樂在生質塑膠包材的成果，並探討國際生質塑膠包裝之規範與標章。另外，我國為全球3C產品製造生產主要供應商，因應EPEAT標章需求以及海洋塑膠垃圾汙染問題，發展生質/可分解的一次性包裝材料具急迫性。工研院材化所建立生質奈米纖維自補強、生質奈米複材、功能性生質母粒、綠色發泡技術平台，賦予生質/生分解包裝材具有氣體阻隔性、抗靜電、抗菌、輕量化等功能，提升生質材料產業應用價值，可協助塑膠產業投入發展綠色生質材料，切入每年超過650億美元的EPEAT標章市場，開拓綠色包材商機。
熱門專利組合本月推出工研院材化所兩類八項優質專利組合。「智慧車輛材料專利組合」精選電致變色材料技術、可撓式軟性透明基板技術、指紋辨識技術、透明導電膜技術；「多層膜加工技術專利組合」則有氣體阻隔膜、高分子薄膜延伸加工技術、多層薄膜成型技術、鋰電池隔離膜加工技術。材化所技術豐富多元，歡迎業界與材化所智權加值推廣室（03-5913737）聯繫洽談。
文章截取自2019年4月號《工業材料》雜誌,材料世界網！