loader

工研院勇奪全球百大科技研發獎九大獎項

素有科技產業奧斯卡之稱的全球百大科技研發獎(R&D 100 Awards)傳回捷報!在經濟部技術處、環保署及能源局支持下,今年工研院勇奪九項大獎,包括「廢液晶面板再利用處理系統」技術獲評審團青睞,獲得「綠色科技特殊貢獻獎」。

今年工研院成績創下歷年之最,獲獎數與國際知名研究中心橡樹嶺國家實驗室(Oak Ridge National Laboratory)、洛斯阿拉莫斯國家實驗室(Los Alamos National Laboratory)並居今年首位!得獎數量超越麻省理工學院( MIT )、美國太空總署( NASA )、美國通用公司(GM)等。且多項獲獎技術已實際應用於產業界,例如華南銀行、潤泰集團、全家便利商店、華邦電子、帆宣等業者。

工研院今年獲獎的技術有「人工智慧建築節能系統平台」、「化學SEI改質長續航力電動車鋰電池」、「肌肉活動訊號手勢辨識體感技術」、「可視化磊晶製程優化系統」、「廢液晶面板再利用處理系統」、「半導體微波退火」、「功耗與熱感知電子系統層級平台技術」、「半導體機台故障預診斷軟體」,應用範圍包括智慧製造、綠色能源管理、軟硬整合智能系統、循環經濟等,均為全球產業重視趨勢。

值得一提的是,「廢液晶面板再利用處理系統」獲得RD100雙料大獎,在RD100獎項之外,又奪下綠色科技特殊貢獻獎(R&D 100 Special Recognition Awards)。該獎項是由頂尖研發機構和國家實驗室成員組成的獨立評審團所評選,旨在表彰致力於推動創新研發並且在該領域有卓越貢獻之技術或機構,今年僅有三項技術獲頒此獎,實屬不易。

此外,軟硬整合已是驅動全球創新經濟的關鍵力量,工研院多年來致力於發展軟硬整合智能化系統,今年共有四項軟硬整合的技術在「軟體與服務」類別勝出,並贏得RD 100評審團的高度肯定,可以看到工研院在軟硬整合協助廠商的成就及堅強實力。

全球百大科技研發奬資深評審委員提姆·史達特(Tim Studt)指出,「工研院過去得獎的實力讓我印象深刻,在今年全球百大科技研發獎所有的獲獎類別中,都能夠看到工研院創新技術入圍,這是非常難能可貴的事!工研院入圍的十一項技術成果,囊括了現今的新科技與新產品趨勢,這是最讓我覺厲害之處。」

全球百大科技研發獎主辦單位-美國研發雜誌總編輯Bea Riemschneider也表示,「我覺得一個企業的精神非常重要,而工研院在創新研發上的成果,應該要讓更多人知道;同時,工研院多年來參與全球百大科技研發獎,在得獎之外,許多美國公司與國家實驗室都很期待你們的獲獎技術能為科技帶來新的影響。」

經濟部技術處處長羅達生指出,經濟部技術處以科技專案支持的研發成果,已經連續十年獲得全球百大科技研發獎的肯定,不僅如此,今年獲獎數更是創下新高,勇奪九項大獎,為這「璀璨」的十年,再添榮耀,可以說是格外的有意義。

羅達生說,近三年來,科技專案產業化關鍵指標表現亮眼,包括技術及專利移轉總收入,近三年平均每年創造約13億元規模,專利應用更在去年達1,251件,站上近年高峰,顯示產業與廠商對科技專案技術研發品質的肯定。

同時也促進企業投資的意願,羅達生舉2016年為例,科技專案(法人科專)促成廠商投資金額超過新臺幣548億元,達近年新高,近三年(2014~2016)平均每投入1元科技專案經費,促成廠商平均投資效果達3.57倍,帶來的投資槓桿效益較前三年(2011~2013)有顯著成長,除了厚植台灣產業發展的核心能力與創新能量,也奠定台灣產業科技的國際地位與形象。

工研院院長劉仲明表示,工研院的創新成果及背後的創新體系也是台灣轉型升級的動力。工研院已經連續十年獲得此項國際殊榮,今年可以說是最豐收的一年,我們刷新十年的紀錄,一次拿回9個獎項,其中,廢液晶面板再利用處理系統更榮獲「綠色科技特殊貢獻獎」,工研院十年來,已累積36個技術獲獎,這些得獎的技術在與業界攜手合作下,目前多已推進到產業化的最後一哩路。

面對物聯網、人工智慧、大數據等產業趨勢發展,全球產業進入高度系統化整合,長劉仲明表示,台灣必須建構完善的產業生態體系(ecosystem),才能加速產業創新轉型,同時連結既有的優勢,進而掌握軟硬整合創新應用的契機,為產業創造新價值。

能源局局長林全能表示,因應節能減碳的趨勢,在政府推動的「五加二創新研發計畫」中,綠能科技是很重要的一環,這次能源局與工研院在綠色科技上,以「人工智慧建築節能系統平台」在「Software/Services(軟體/服務)」類獲獎,即是綠色科技在日常生活中直接的應用,對於節能減碳及永續環境上意義非凡。

環保署回收基金會副執祕宋欣真表示,循環經濟是國際重要趨勢,也是政府積極推動的5+2產業創新政策之一,這次和工研院合作之「廢液晶面板再利用處理系統」為全球首創的系統,每年可處理超過1,000噸廢液晶面板,未來若能普及化,可望有效紓解國內廢液晶面板的去化問題,實踐循環經濟的理念。

「全球百大科技研發獎」是研發領域極為推崇的科技研發國際大獎,每年從全球上千件創新技術中,挑選出100項年度具重大創新意義及對人類生活影響深遠的商品化技術,今年已邁入第55屆,已成為市場上鑑定新技術的革命性地位的重要指標。

諸如傳真機 (1975年)、液晶螢幕 (1980年)、柯達照片CD (1991年)、Nicoderm戒菸貼片 (1992年)、Taxol抗癌藥物 (1993年)、 實驗室晶片 (1996年) 和高畫質電視 (1998年)等都曾獲選為當年度的百大科技獎,對人類未來生活發生重大影響,成為生活中不可或缺的一環。

在經濟部能源局的支持下,工研院收集全台灣完整的建材、設施與電器耗能資料,歷時四年心血研發出「人工智慧建築節能系統平台」,用簡單明瞭的介面、下拉選單及搜尋方式,建置標準建築能源模型及資料庫,包含18種屋頂、28種外牆、324種窗戶等常用建材以及7,000種隸屬節能標章產品的用電設備,只要30分鐘,就能算出一整棟建築物的耗能。

目前就已用在華南銀行全國150間分行、全家便利商店,以及潤泰集團旗下之潤弘精密工程亦即將採用合作在建築節能評估分析,其中平均讓每家華南銀行分行節電5至15%,導入的每家便利商店也省下30至50萬元維修費用,為建築物提供最佳節能良方。

鋰電池充放電時,會形成一層名為SEI(固體電解質界面膜)的薄膜,這層薄膜持續積累,將加速電池老化的速度。工研院所研發出化學SEI改質長續航力電動車鋰電池(ChemSEI Linker),將ChemSEI-Linker加入電池正極材料,就像幫讓鋰電池敷上一層「永保青春美貌」的保養品,不僅增加鋰電池壽命達10年,續航力更是一般鋰電池的兩倍,等同一次解決鋰電池壽命短與續航力不足的問題,既可減緩鋰電池的「老化」,更可讓充放電可達1400次,較未改質材料的電池壽命延長約70%,有助於電動車的普及。

工研院衍生公司—酷手科技創辦人吳季剛,採取肌肉活動訊號手勢辨識體感技術來進行手勢識別,當肌肉收縮時,肌纖維彼此以及與漿液膜產生摩擦,會產生出人耳聽不到的低頻聲音,再透過慣性元件感知器就可以進行量測。

亦可應用在小範圍功能性健身與運動相關加值應用,將肌肉振動訊號資料分析後傳回健身專家閱讀,比對運動前後肌肉訓練效度與提供肌肉受傷風險警示。酷手科技亦運用肌肉活動訊號手勢辨識體感技術,進一步整合VR大廠的空間定位技術,例如HTC Vive的雷射空間定位技術(Lighthouse),以及Sony PlayStation VR的光球技術等。繼2016年獲得「OpenStack應用黑客松」競賽冠軍,另也獲得經濟部智財局國家發明創作獎。

過去製程在調控參數時,只能仰賴磊晶製程人員的經驗,一組參數驗證往往需要6到8小時,甚至為了找出整體最佳化製程參數時,更須耗費1週以上。工研院團隊開發出「可視化磊晶製程優化系統」不僅大幅縮短最佳化參數時間,由原本一週減少為兩小時,準確度由92%提升為95%,大幅優化磊晶製程。

此外,此系統創新設計的關鍵設備模組,使機台產能成長2倍,預期將新產品上市時間從三個月縮短為一個月,進而讓製造成本降低60%~70%。此系統後續將導入人工智慧,讓系統更進化。除可協助LED業者技術升級,穩固台灣在全球LED市場的領導地位。還能應用於其他產業的磊晶與先進鍍膜製程,包括半導體、下世代顯示器、太陽能光電、無線通訊,以及高效率功率電晶體等。

液晶是種客製化的產品,光市面上常見的液晶就多達一、兩百種,每種液晶又分別由十數種成分組成,搭配出上千種組合。在經濟部技術處科技專案與環保署回收基管會的支持下,工研院所開發出「廢液晶面板再利用處理系統」,即是將兩片封裝液晶的玻璃基板分離後,再用濕式循環萃取法取出液晶,透過蒸餾、吸附、過濾等重重技術程序,將液晶中所含的微量雜質去除,達到市售商品規格並回用於液晶面板製程,每日約可處理3噸廢液晶面板,一年處理量超過1,000噸。

該系統也運用奈米科技,將取出液晶後的廢玻璃基板加以改質,身為玻璃奈米孔洞吸附材料,對廢水中的重金屬有很強的吸附力,適合處理國內大量含重金屬的電鍍廢水,讓不起眼的面板玻璃,搖身一變成為高價值的環保尖兵。

半導體退火是將離子佈植完後的晶圓加熱到高溫,藉以矽晶格恢復單晶及使摻雜物質活化。退火過程攸關半導體產品良率,以七奈米製程為例,退火過程中磊晶受熱溫度需壓低至攝氏500度以下;閘極尺寸越小,要求的溫度越低,未來市場趨勢要求將降低至攝氏400度以下。由交通大學、工研院、國家奈米元件實驗室合作的「半導體微波退火」技術,直接以2.45GHz微波對晶圓的矽原子加熱,如此可避免摻雜物質熱擴散效應,可達到低溫退火效果。

此外,微波退火技術可以批次處理多片晶圓,比起「快速熱退火」一次僅能處理一片晶圓更有效率。目前開發的2.45GHz微波退火技術,單片晶圓的均勻性,已由95.9%增加至99.5%,已達國內半導體廠99%的基本標準,此技術已有國內廠商採用,並衍生應用於碳纖化工業及LED光電業等產業。​

在經濟部技術處科技專案的支持下,工研院自2013年起開始研發「機台故障預診斷軟體」,藉著收集、分析機台資料來監控與評估設備及其零件的健康狀態,並整合十幾種人工智慧演算法建立「眾智式AI學習預測技術」,及早預測機台需要維修的時間點,預測準確率達到95%,使工廠能更積極掌握機台的健康情況,大幅減少產線因機台突然故障而必須停頓的風險,實踐工業4.0智慧製造的應用。工研院已成功將此技術移轉給國內多家光電半導體廠商,並逐步推動應用於機械、醫療、電力等更多領域的設備異常預測分析,協助更多產業進入工業4.0的時代。

隨著電子產品複雜度不斷提高,晶片開發從規格制訂、架構設計、電路模擬、晶片布局到完成晶圓製造,整體開發時程日益增長,在設計階段若沒有確實以軟體應用情境的角度完成系統模擬與驗證,很可能到晶片送交客戶手裡才發現過熱、耗電等問題,造成極大的損失。

工研院開發「功耗與熱感知電子系統層級平台技術」,針對全系統軟硬整合模擬提出新方案,將耗時數個月的模擬時間縮短成半天時間,模擬速度提升了200倍,整體精確度也達90%以上,幫助設計者在開發初期能夠快速評估晶片中不同區塊在不同應用情境下的耗電與散熱情況,提前發現問題進行改善,縮短整體開發時程。目前此技術已導入業界,運用在實際的設計案例中。