◎奈米鍍膜是現階段奈米材料技術之發展主軸

歷經20世紀90年代後期的蘊釀，進入21世紀，奈米材料技術應用市場產值將會有飛躍性的成長，現階段最重要的發展主軸即是奈米薄膜材料技術及其應用領域的開發，因此儘速提升奈米鍍膜技術的研發能量及開發潛力商機，對產業界而言是刻不容緩的課題。

儘管近年來關於奈米薄膜製備技術的文獻報導層出不窮，但仍有許多諸如低成本製備技術、結構與其性能關係、晶粒尺寸的精確控制、實際應用的穩定性、經濟性等問題尚未完全解決。因此本研究擬探討近年來奈米薄膜製備的技術發展動向、應用領域、潛力商機及未來市場展望，做一有系統的介紹，期能提供我國政府及從事奈米鍍膜技術領域的相關單位及業者，作為規劃研究及發展方向之決策參考。

◎奈米薄膜材料的分類

奈米薄膜是一類具有廣泛應用前景的奈米材料，依顯微結構不同可分為顆粒膜與緻密膜，顆粒膜是指奈米微粒黏附在一起，中間有極為細小間隙的薄膜；緻密膜是指膜層結構緻密但由尺寸在奈米等級的晶粒﹙或微粒﹚構成的薄膜；或將奈米晶粒鑲嵌於某種連續膜層中構成的複合膜；依組成形態區分，可分為基底材中包覆有奈米微粒或原子團簇的薄膜，以及厚度接近電子平均自由徑和德拜長度的奈米尺寸薄膜；另外，又可分為單層與多層的膜層組合，奈米多層膜是指由一種或數種材料交替沉積，而形成的成份或結構交替變化的多層膜材料。

◎奈米鍍膜技術多元化發展

奈米薄膜的製備方法相當多樣化，不同的產品/產業，基於成膜品質的要求、製造成本、技術成熟度、量產性及環境友善等諸多考量，製造商需選擇最適(但非唯一)的技術來進行生產製造。若依有無溶液參與鍍膜過程來區分，大致上可分為乾式鍍膜法及濕式鍍膜法兩大類。乾式鍍膜法可分為真空與非真空製程，真空製程主要有PVD與VCD，非真空製程為熱噴塗技術；濕式鍍膜法包括有複合溼鍍法、溶凝膠法及自組裝法。

◎奈米鍍膜功能特性應用廣泛

奈米薄膜之功能特性應用廣泛，大致區分為保護性奈米薄膜和功能性奈米薄膜兩大類。保護性奈米薄膜是指利用鍍膜強化基材的整體結構性能，如超硬、耐磨塗層，抗氧化、耐熱、阻燃塗層、耐腐蝕、裝飾塗層等；功能性奈米薄膜則是額外賦予基材原先所不具備的特性，亦藉此增進有別於傳統鍍膜的功能，如消光、光反射、光選擇吸收的光學鍍膜，導電、介電或半導體特性的電學鍍膜，磁性鍍膜，氣體感測作用鍍膜等。

◎奈米鍍膜技術市場規模正逐步推昇

全球薄膜及奈米膜整體產值在2003年總計為11億美元，預計在2006年將達16億美元以上，到了2008年可望超20億美元，從2003到2008年平均成長率為12.7%。

微電子產業為奈米薄膜應用最大的領域，從2003年到2008年的整體應用市場年平均成長率為11.2%。其中MRAM應是商品化及成長幅度最為快速的產品。

奈米鍍膜的前三大應用市場中，在2003～2008年成長速度最快者預料將是資訊儲存產業，整體市場可望有15.3%的年平均成長率。

◎奈米鍍膜廠商投資方興未艾

奈米材料及奈米技術所引發的投資熱潮正席捲全球，全球投入該研發領域的廠商可以說是不計其數，然而直到本研究進行的當時，尚無較為突顯的領導廠商。綜觀奈米鍍膜技術導入之業者，就國內而言，目前大多集中在兩個軸向之相關產品及應用：(1)以乾式法製作奈米保護性鍍膜；(2)以溶凝膠技術製作有機無機混成塗料。至於國外部份，除上述二者外，已有廠商以自組裝技術來進行新產品開發。

◎先進國家高度部署奈米材料技術領域

在富有挑戰的21世紀，世界各國都對深具戰略意義的奈米科技領域予以高度的重視，特別是先進國家都已動用國家級的研發能量，高度部署奈米材料和奈米科技的研究，目的是提高未來10年乃至20年在國際上的競爭地位。

主要研發活動集中在八個方向：(1)奈米量子元件及其集積的關鍵技術；(2)奈米光電子材料及元件；(3)奈米級高密度信息儲存技術及器件；(3)生物醫學奈米元件；(4)奈米金屬材料與非金屬材料；(5)奈米材料應用技術開發；(6)奈米材料及結構的設計與模擬；(7)奈米結構檢測與表徵方法的研究；(8)儀器的開發等。

◎國家奈米產業的發展需產官學研通力合作才能達成

在政府方面，應持續扮演資源、技術整合者之角色，使產業界、學界及研發法人之技術能量能充分配合，減少不當之研發資源浪費，另一方面，各項輔導、補助計畫應持續進行，以鼓勵業者積極投入奈米技術的研發；同時建構即時研發成果評價機制以作為策略修正參考依據。

在業者方面，除積極強化自身的核心技術能量，以及充分瞭解並利用政府、研發法人及學界之各種資源，同時可尋求上下游技術相互配合，以及跨行業別的異業合作結盟，達到利用奈米技術強化企業體質的目的。
在學界方面，需著重在奈米技術基礎知識之培養，以及儘速編寫奈米技術相關中文參考書。另外並應進行跨學科領域相互支援整合，同時加強與海外學術研究單位交流觀摩。

在研發法人方面，應隨時掌握國際間最新奈米材料技術脈動，另外並邀請海外專家或研發人才中短期的進駐或諮詢，期使我國能在該領域與國際接軌。另外持續舉辦推廣及輔導性質活動，透過成果擴散，扮演政府及業者之橋樑，使業者順利運用奈米技術達到產業升級、產品加值的目的。

=====章節目錄=====

第一章　緒論
　　第一節　研究動機與目的
　　第二節　研究範圍及架構
　　第三節　研究方法及流程
　　第四節　研究時程及限制
第二章　奈米薄膜材料特性概論
　　第一節　奈米薄膜材料之定義
　　第二節　奈米薄膜材料之特性
第三章　奈米鍍膜技術概論
　　第一節　乾式鍍膜法
　　第二節　濕式鍍膜法
第四章　前瞻奈米鍍膜應用綜論
　　第一節　奈米薄膜材料之分類
　　第二節　保護性奈米鍍膜
　　第三節　功能性奈米薄膜
第五章　潛力應用市場探索分析
　　第一節　全球應用市場規模
　　第二節　微電子產業
　　第三節　資訊儲存產業
　　第四節　光學鍍膜產業
　　第五節　金屬製品產業
　　第六節　綠色環境產業
第六章　主要研發廠商分析
　　第一節　我國奈米鍍膜廠商分析
　　第二節　北美地區奈米鍍膜廠商分析
　　第三節　亞洲地區奈米鍍膜廠商分析
　　第四節　歐洲地區奈米鍍膜廠商分析
第七章　奈米鍍膜技術發展動向分析
　　第一節　全球奈米材料及技術發展重點
　　第二節　美國奈米材料發展動向
　　第三節　日本奈米鍍膜技術發展動向
　　第四節　歐盟先端材料技術發展藍圖
　　第五節　台灣奈米材料技術發展藍圖
第八章　結論與建議
　　第一節　結論
　　第二節　建議
參考資料


=====圖目錄=====

圖1-1　1997~2004年各國政府投入的奈米研發經費
圖1-2　奈米材料技術發展趨勢
圖1-3　本專題報告之研究範圍與架構
圖1-4　本專題報告之研究方法及流程
圖1-5　本專題報告之研究時程
圖3-1　奈米鍍膜技術分類圖
圖3-2　真空蒸鍍系統裝置示意圖
圖3-3　分子束磊晶裝置示意圖
圖3-4　脈衝雷射鍍膜系統示意圖
圖3-5　濺鍍系統裝置示意圖
圖3-6　離子鍍膜法系統裝置示意圖
圖3-7　化學氣相沉積法示意圖
圖3-8　PECVD系統示意圖
圖3-9　MOCVD裝置示意圖
圖3-10 原子層沉積裝置示意圖
圖3-11 熱噴塗技術示意圖
圖3-12 溶凝膠技術及其產出物示意圖
圖3-13 分子自組裝技術示意圖
圖3-14 Langmuir-Blodgett法示意圖
圖3-15 浸漬塗佈流程圖
圖3-16 旋轉塗佈示意圖
圖3-17 成捲式塗佈流程圖
圖4-1　TiN/NbN奈米多層膜鍍層結構
圖4-2　鍍上絕熱層的飛機渦輪引擎葉片
圖4-3　電磁波遮蔽膜材料之應用領域
圖4-4　隱形飛機
圖4-5　奈米磁性多層膜
圖4-6　奈米磁性顆粒膜
圖4-7　典型的自旋閥結構
圖4-8　抗反射膜原理及多層膜結構示意圖
圖4-9　孔洞型抗反射膜之製備流程
圖4-10 鍍抗反射膜前後穿透率之比較
圖4-11 奈米半導體薄膜的應用
圖4-12 半導式氣體感測器結構示意圖
圖4-13 電致變色元件
圖4-14 光觸媒材料發展歷程
圖4-15 光觸媒之催化反應機制圖
圖4-16 光觸媒的超親水性
圖4-17 細微結構與自潔作用關聯示意圖
圖4-18 有機無機奈米混成材料製造過程
圖4-19 各種功能性奈米塗層應用
圖5-1　2003~2008年全球薄膜及奈米膜市場產值成長趨勢
圖5-2　2003~2008年全球奈米膜市場分布比例消長趨勢
圖5-3　未來系統晶片模型
圖5-4　奈米世代微電子元件發展時程
圖5-5　奈米世代的超薄奈米級積層膜截面圖
圖5-6　2003~2005年奈米電子整體市場規模預測
圖5-7　2007~2011年奈米電子元件全球市場整體產值預測
圖5-8　2004~2011年奈米記憶體全球市場產值預測
圖5-9　奈米記憶體的市場起飛時點
圖5-10 奈米計憶體各類應用領域之需求概況
圖5-11 磁阻式隨機記憶體(MRAM)的結構圖
圖5-12 MRAM技術重要發展歷程
圖5-13 2003~2008年奈米薄膜在微電子產業整體市場成長趨勢
圖5-14 資訊儲存裝置
圖5-15 磁儲存及光儲存記錄密度發展趨勢
圖5-16 巨磁阻式磁頭元件及硬碟裝置圖
圖5-17 硬碟磁記錄密度發展趨勢
圖5-18 利用超解析結構光碟片取代光纖探針讀寫架構的示意圖
圖5-19 2003~2008年奈米薄膜在資訊儲存產業整體市場規模
圖5-20 2003~2008年奈米薄膜在光學產業整體市場規模
圖5-21 主要切削特性關係圖
圖5-22 近代硬質工具表面改質發展歷程
圖5-23 1999~2003年光觸媒市場整體產值
圖5-24 奈米標章驗證體系運作架構及各單位任務職掌
圖5-25 日本光觸媒製品技術協議會之SITPA標章
圖5-26 光觸媒製品技術協議會光觸媒認證標章體系
圖6-1　防電磁波干擾鍍膜
圖6-2　控制面板外觀鍍膜
圖6-3　和立聯合科技平面加熱板產品
圖6-4　南美特公司非鉻系處理螺絲
圖6-5　百康公司奈米級黏土改質塗料/油墨產品
圖6-6　Optiva TCF?製備技術
圖6-7　Optiva TCF?的LCD應用示範例
圖6-8　Nanometrix公司核心技術
圖6-9　Nanometrix公司核心技術應用領域
圖6-10 FCVA鍍膜技術示意圖
圖6-11 NANOIRFILM之構造示意圖
圖6-12 NANOIRFILM之遮蔽作用說明
圖6-13 ESAVD技術示意圖
圖7-1　1976~2003年主要的奈米技術研發地區之美國專利核准件數
圖7-2　2000~2020年奈米製造技術的四個世代
圖7-3　日本奈米國家型計畫2001~2004年投入經費
圖7-4　奈米加工與量測技術分項計畫研究構想及目標
圖7-5　三種技術路徑之創新程度
圖8-1　奈米世代鍍膜技術的發展動向
圖8-2　2002~2008全球奈米技術市場需求值成長趨勢


=====表目錄=====

表3-1　主要真空鍍膜法比較表
表3-2　常見熱噴塗技術比較表
表3-3　奈米複合濕鍍的主要處理成效及應用例
表3-4　各類片狀基板塗佈技術比較表
表4-1　奈米功能性鍍膜的種類及應用
表4-2　奈米複合硬膜分類
表4-3　奈米複合硬膜分類
表4-4　超硬鍍膜之主要應用領域
表4-5　固體潤滑材料應用場合
表4-6　奈米固體潤滑膜材料
表4-7　依孔洞尺寸區分的濾膜種類分類表
表4-8　奈濾膜的應用領域
表4-9　奈米磁性材料分類一覽表
表4-10 主要紅外線反射膜的組成、材料及製備方法
表4-11 抗反射膜特性要求
表4-12 抗反射膜在LCD顯示器偏光板產品之應用
表4-13 金屬氧化物在氣體感測的應用
表4-14 光觸媒的主要機能
表4-15 光觸媒材料一覽表
表4-16 光觸媒薄膜製備方法
表4-17 二氧化鈦光觸媒塗料成膜技術實例
表4-18 新世代光觸媒材料可發展的方向
表4-19 常見的超疏水表面結構製備方法
表4-20 數種已經商品化的超疏水性產品應用實例
表4-21 有機及無機阻氣材料
表5-1　各種記憶體之比較表
表5-2　2003~2008年奈米薄膜在微電子產業技術別預測產值分析
表5-3　2003~2008年奈米薄膜在微電子產業產品別預測產值分析
表5-4　2003~2008年奈米薄膜在資訊儲存產業技術別預測產值分析
表5-5　光學薄膜之應用市場
表5-6　2003~2008年奈米薄膜在光學產業技術別預測產值分析
表5-7　奈米鍍膜技術在金屬製品產業的應用領域
表5-8　國內模具產業奈米技術研發之主要廠商
表5-9　模具產業奈米技術具潛力之發展項目
表5-10 鋁合金及鎂合金表面抗蝕處理液潛在銷售值
表5-11 光觸媒塗料應用例
表5-12 奈米標章及其產品規範
表5-13 2004~2005年預定開放奈米產品驗證項目
表6-1　手機、PDA及數位相機之鍍膜應用組件
表6-2　永光之光學鍍膜溶膠新產品
表6-3　我國其它投入奈米鍍膜領域之廠商一覽表
表6-4　Nanofilm的自組裝膜塗料產品
表6-5　SOC功能性塗料產品
表6-6　SOC可撓性功能膜產品
表6-7　各種ESAVD鍍膜
表6-8　NTC公司抗腐蝕及撥水/撥油易潔塗料及應用實例
表7-1　2001~2003年奈米結構鍍膜專案計畫投入經費
表7-2　奈米結構鍍膜專案計畫執行內容
表7-3　先端材料技術發展途逕
表7-4　2005~2020年未來材料關鍵技術發展藍圖
表7-5　2005~2020年未來材料關鍵技術工業化發展藍圖
表7-6　我國奈米材料技術藍圖
表7-7　奈米材料技術藍圖之產品項目
表7-8　奈米製品技術藍圖之產品項目
表7-9　奈米檢測技術藍圖之產品項目
表7-10 台灣產業奈米材料技術商品化發展藍圖