在光電半導體產業範疇中,TFT LCD產業近年發展最為迅速。雖然我國TFT LCD產值屢創新高,設備投資金額更高居全球首位。但龐大設備資本支出中進口比例高達9成以上,造成外匯流失,對國內機械產業業無法產生技術升級效應。目前國內TFT LCD業者為降低生產成本、加快建廠速度,對於設備內製化需求殷切,但隨產品與製程不同對設備需求種類與優先次序也有所差異。本研究從各段製程設備要求特性與技術發展趨勢探討設備國產化之方向。
在設備發展趨勢方面,ARRAY前段製程設備部分,根據電漿應用應用特性以及目前TFT產業之製程需求,光阻剝離(PR stripping)將有機會成為電漿技術在此產業之另一應用。目前TFT光阻剝離仍然是採用濕式製程設備,然而濕式製程設備在應用上有系統製程時間限制、營運成本高、設備佔地面積大以及資源使用與污染問題,且乾式電漿去光阻技術與設備在半導體產業已有多年成功應用之經驗,若能轉換此一經驗於TFT光阻剝離設備開發,將有機會取代目前的濕式製程設備。
在CELL面板組裝製程之配向設備方面,目前新開發製程以光配向與離子束配向為主。電漿束液晶配向設備之電漿源結構簡單且無離子源會沈積particle 的問題,且設備可靠度較高;另於真空腔體的設計上具多動性,整體真空設備於配向均勻度可得一較佳的配合。
而MODULE模組構裝設備部分,LCD封裝產業目前仍以TAB與COG為主,COF的應用亦快幅成長,TAB與COF設備架構與半導體設備較為雷同,且未來於大面板尺寸封裝上有其優勢,COG的應用目前仍以中小尺寸為主,但其材料成本較為減少,如能解決重工與良率的提升,亦有其應用之優勢。
至於自動化視覺檢測設備部分,視覺檢測設備的發展主要包含機構設計與視覺系統兩大部分。設備應用的主要規格包含精度與速度,目前應用於LCD面板檢測所需解析度約為5mm,總作動時間小於60秒。IPC硬體功能的加強、視覺影像處理軟體的撰寫與視覺控制系統及伺服系統的溝通等技術,是目前視覺檢測設備的重點。
最後在自動化設備部分,由整個自動化的建置來看,最上層的MES由於製程與生產整合技術需求高,一直是由國外的廠商佔有市場,國內軟體廠商屬於下包軟體服務的定位,但是從模組廠開始有國內廠商取得機會,預期在6代廠以後,國內會有由FPD廠主導in-house開發Array及Cell段的MES系統出現。
在TFT LCD市場部分,2004年中小尺吋TFT LCD及LTPS產業頗熱,手機、數位相機、攝錄影機、可攜式DVD及可攜式電視等,消費性電子都有預見需求熱度。預估2004年全球中小尺吋TFT LCD面板需求將達到3億片,8億美元的規模。在消費性電子市場方面,台灣積極應用在資訊產品的成功經驗,期望可以領先佈局市場,由於台灣資訊產品的代工為全球第一,並具備有完整的產業鏈結構,目前無論是家電廠商或IT廠商均宣佈投入生產行列,亦提供台灣FPD產業的機會,2003年台灣電視用面板出貨量達60萬台,佔全球出貨比重約13%。
在TFT LCD設備市場部分,2003年的全球LCD設備市場比2002年大幅成長21.7%,達到40.9億美元,而2004年也會持續成長,預測將會增加28.5%達到52億美元。全球主要LCD生產設備廠商發展方面,2003年主要設備廠商營收皆呈現成長的情況,營收達10億美元的廠商較2002年成長一家共計九家廠商,排名前十名的廠商大多為前段設備業者,且除了AKT外其餘大部份為日本廠商。合計前十大業者之銷售金額佔全球LCD生產設備市場的五成以上,集中度頗高。
國內TFT LCD設備市場方面,2003年台灣TFT面板廠設備投資約881億台幣,其中電極圖案設備所佔比例最高,約為549億台幣,約佔62%。其次為面板組裝設備,約佔11%。檢查修整設備與自動化設備比例差不多,約為9%。備品零件約為6%,模組構裝設備比例最低,約為3%左右。從國內設備供應面來看,2003年國內LCD設備產值約為72億台幣,設備自製率約為8.1%。從細項來看,國產設備切入前段電極圖案設備比例最低,產值約為0.6億台幣,占全體國產設備比重約0.6%。自動化設備、檢查修整設備以及備品零件產值較高,分別為23.7、17.6與15.7億台幣,在各段設備自給率也分別達到22%、30%與31%左右,不過由於這幾項設備占整體設備比重不高,因此對整體自製率提昇有限。至於面板組裝與模組裝設備產值分別為9.6與4.9億台幣,占各段設備比率皆不到20%,對整體設備自給率約為1%左右。
TFT LCD製程設備可概分為電極圖案設備、面板組裝設備、模組構裝設備、檢測設備與自動化設備等五大類。各類設備在技術難易度與國內技術發展階段而言皆存有相當大差異,因此若要提高設備自製率必須考量發展優先順序。就產業價值鏈體系而言,國內LCD設備產業在研發、製造與銷售各階段所扮演角色也不同,對資源要素與政策支援工具之需求也不同。因此本研究將透過技術與產業價值鏈兩構面區分國內設備發展策略群組,結合LCD設備技術發展趨勢以及市場需求面與供給面分析,探討國內業者切入TFT LCD設備產業市場商機以及所需相關創新資源要素與政策工具。