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碳奈米管科技研發趨勢分析(二)

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科技產業資訊室 (iKnow) - 洪長春 發表於 2009年5月20日

....(續)以技術發展趨勢來看,碳奈米管專利技術已進入成長階段,主要技術領域是場發射元件、半導體元件及製程相關技術為主,專利權人最多的國家依次為美國(637個)、日本(226個)、韓國(226個)與台灣(72個),擁有最多專利的專利權人依次為Samsung SDI(56件)、Rice University(51件)與Intel(33件)(圖三),擁有最多專利之發明人是萊斯大學的Smalley博士(33件)。專利品質評比部份,本研究採用高引證專利比例與平均引證數兩項指標做比較,以國家而言,專利數最多的美國、日本與韓國專利均有高品質,各別專利權人中,Nantero、AMD與University of North Carolina at Chapel Hill的專利品質最好,而美國多所大學的專利品質並不輸於一般企業。

就專利的應用技術來看,電子、場發射與複(化)材應用領域的專利數最多,其次是與能源有關的電極材料技術,呈現高度的集中性(元件的新製程或結構);製程技術方面,則以化學氣相沉積、電弧放電製程與後端加工的改質、純化與操控技術為研發重點。透過早期公開專利申請案與已核准專利比較,可看出碳奈米管未來專利技術與領域的佈局大致維持不變,產品技術的發展重點將放在場發射技術、複(化)材應用技術、半導體元件技術與電極材料技術等應用面,尤其美國在各領域中以複(化)材應用的專利最多。台灣在專利整體數量與各別專利權人方面,都有待加強,可能與專利較年輕有關(研發資源投入較其它國家晚),研究機構中以工研院(29件)與鴻海(26件)名列專利權人的第四與第六位,專利佈局方面,工研院主要以場發射及半導體元件為主,而鴻海則是往較多元領域發展。(圖四)

碳奈米管在物理及化學上都具有優越的性能,是奈米材料中最受囑目的原材料之一,在產業價值鏈中有供應碳奈米管原材料廠商(上游,例如:Hyperion Catalysis International, Inc.、Carbon Nanotech. Inc.、明鑫科技等業者)、有製造碳奈米管元件廠商(中游,例如:Nantero, Inc.、NEC、鴻海精密及工研院等)、有生產碳奈米管產品廠商(下游,例如:Samsung Electronics & Samsung SDI、General Electric、東元奈米應材等業者)。

以國內業者來說,鴻海集團所研發的碳奈米管顯示器是與中國清華大學合作研究,開發網印和化學氣相沉積技術(CVD)等方法形成大尺寸碳奈米管薄膜之技術;東元奈米應材則是接受經濟部科專計畫補助,在工研院協助下以電弧放電法生產多層碳奈米管粉末,並將自產之碳奈米管應用於場發射顯示器之面板製作上;明鑫科技是國內少數可利用CVD法搭配以專利生產的催化劑,量產純度可達97%以上之碳奈米管產品線之業者,該公司透過SBIR之計畫積極與業者開發高爾夫球桿、網球拍等碳纖維材質之強化輕質複合材料,以提升產品之附加價值。2002年經濟部擬定的『兩兆雙星產業發展計畫』,以半導體及影像顯示為未來台灣的兩大明星產業。

根據本研究分析,碳奈米管在這兩大產業中未來將扮演著重要角色,以當前政府投入的研發資源來看,場發射顯示器的相關技術是台灣目前碳奈米管技術開發的重點之一。不過面對全球產業的競爭,各國所採取的發展策略也有不同,台灣如何擬定發展策略,取得市場優勢是決定成敗的關鍵。

從市場分析來看,台灣目前碳奈米管研發主要是在場發射顯示方面的高新產品,不過對於大多數中小企業而言,如何使傳統產業升級,提高產品附加價值或創造利基市場,是產業轉型的重要關鍵。以碳奈米管應用為例,目前產業價值鏈尚未形成,有高純度碳奈米管原料的生產能力,卻因為價格或製程問題,無法被應用於最終產品上,再加上近年來產業外移現象,使得上游的原料供應業者經營更加不利,在這種產業的環境下,只有改變經營策略才是生存之道。

(1308字;表1;圖2)

新書介紹:碳奈米管科技研發趨勢分析

碳奈米管科技研發趨勢分析
Trend Analysis of the Research Capacity and Technology Development on Carbon Nanotubes


出版日期:中華民國97年08月
出版機關:財團法人國家實驗研究院科技政策研究與資訊中心
頁數:112頁
語文:中文
中心編號: STPI-ROB-97-01
ISBN:978-957-619-140-4
定價:NT$1,200元

訂購專線:02-27377647

 

 

 

圖三、碳奈米管前十大專利權人分析

 
圖四、台灣碳奈米管專利權人技術佈局
Source: 財團法人國家實驗研究院科技政策研究與資訊中心


 
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