一、研究背景

稀有金屬大量運用於高科技產業，如銦在TFT LCD產業，鎵在半導體、鋰在鋰電池、鎢在機械製品等，範圍之廣可說是各種產業重要且關鍵的材料。但稀有金屬蘊藏量大多集中在中國、南非、俄羅斯等政治較不安定或獨裁性較高的國家，所以在蘊藏量稀少及高度集中在某些國家的情形下，供應風險也相對的提高。

我國是個金屬資源的供給小國，但是卻是需求大國，不論是機械、半導體、光電產業，都是我國非常重要的產業，產值也相當大而這些產業對於稀有金屬卻是相當的依賴。我國兆元產業之一的TFT LCD產業不斷蓬勃發展，但關鍵材料及零組件卻嚴重倚賴日本或其他國家，從而引發出我國經濟命脈受制於外人的疑慮，更凸顯出稀有金屬對技術升級和經濟發展的關鍵性與重要性，其中TFT LCD產業中關鍵的稀有金屬銦更是近年來重要的議題。

稀有金屬銦，蘊藏量的稀少及礦源集中在中國，在供給面上有相當的風險存在。銦錠的價格也從2002年的100美元/kg，暴漲到2005年超過1,000美元/kg，漲幅有10倍之多。其中銦的需求有83%在銦錫氧化物ITO(Indium Tin Oxide)，其中ITO大多用於TFT LCD產業，而且是以目前的技術尚難以替代的材料，也因為如此銦的供需是否會發生供給不足，一直是TFT LCD廠商所關心的問題，但不論如何銦的需求逐年增長，但產量的供給卻有限的情形下，供給的不足在未來是可預期的。為了降低稀有金屬的取得風險並維持產業競爭力，日本對於銦短缺的題擬定一系列的發展策略，值得我國參考，因此本研究將以日本為標竿國家，並分析銦的供需及替代技術的發展，來擬定台灣發展策略。

二、研究目的及重要結論

本研究之研究目的為：
1. 原生銦未來的供需發展趨勢，銦在未來是否會有供給缺口的出現。
2. 標竿國家對於銦資源的議題，是如何看待，以及發展策略為何。
3. 替代技術的發展現況及方向，銦在ITO的應用上的替代技術發展及未來可能的方向。
4. 台灣對於稀有金屬銦的發展策略為何。

經過本計畫的分析及研究最後得到以下五大點結論：
1. 稀有金屬銦是重要且關鍵的金屬。
2. 銦對於TFT LCD產業具有少量但關鍵性的影響。
3. 原生銦的供需會在2013年到2015年間發生供給缺口。
4. 銦的短缺對於台灣的影響在於ITO靶材的來源是否能穩定供給。
5. 日本對於銦短缺的議題擬定的發策略短期為儲備，長期為替代技術的開發。


三、台灣發展策略建議

(一)短期策略

日本在銦的儲備制度上，目前並不適合我們，因為我國並沒有銦的下游產業。我國在短期的策略上是確保TFT LCD所需的ITO靶材供應穩定，以下將短期策略分為防守型及積極型策略來說明。

1. 防守策略－與日本簽定ITO靶材長期的供貨合約

目前ITO靶材的主要製造商大多集中在日本，其中日本主要製造商，因此我國目前ITO靶材的採購來源幾乎都是從日本，如果我國沒有自製或和其它國家合作開發ITO靶材的情形下，除了向日本採購之外沒有其它國家能供應我們的需求，所以在短期策略上，如果採取防守的策略就是和日本簽定長期的供貨合約。

2. 積極型策略－與中國大陸合作發展ITO靶材及投資上游礦源
中國擁有豐富的銦礦源，但是在後段的加工上卻非常缺乏，近幾年中國也意識到單單只有提煉銦的價值並不高，必須往下游的金屬材料發展才能有較高的附加價值。我國的積極策略為投資中國上游礦源，就可掌握銦錠的來源和技術，並且和中國的國營企業合作生產ITO靶材已牽制日商獨大的情形。


(二)長期目標

我國在長期策略上，應該從最根本的地方著手，投入資源在替代技術的發展上，掌握未來新的替代材料所衍生的商機，從新材料、新製程，等相關的議題做及早佈局。

====章節目錄====

第一章　緒　論 1-1
　第一節　前言 1-1
　第二節　研究目的 1-3
　第三節　研究架構與方法 1-4
　第四節　研究範圍及限制 1-5
第二章　銦資源的關鍵性 2-1
　第一節　銦資源概況 2-1
　　一、銦的特性 2-1
　　二、銦的價值鏈 2-2
　　三、銦的提煉過程 2-2
　第二節　銦資源的蘊藏量及集中度 2-5
　　一、蘊藏量稀少只能開採21年 2-5
　　二、高度集中在中國 2-5
　第三節　銦在TFT LCD產業中的關鍵性 2-7
　　一、TFT LCD Array製程中銦是供應風險最高的金屬材料 2-7
　　二、TFT LCD產業中銦是難以被替代的材料 2-8
　第四節　銦的價格大幅度的上升 2-10
　　一、資訊產業及網路公司的泡沫化造成銦價低迷 2-10
　　二、TFT LCD的成長帶動銦價格暴漲十倍 2-10
　第五節　小結 2-12
第三章　銦的供給及需求現況 3-1
　第一節　銦的供給概況 3-1
　　一、原生銦與再生銦 3-1
　　二、銦的回收-再生銦 3-2
　　三、主要國家生產概況 3-6
　第二節　銦的需求概況 3-10
　　一、主要應用領域及需求量 3-10
　　二、主要需求國家 3-11
　　三、日本需求概況 3-12
　　四、美國的需求概況 3-13
　　五、其它國家的需求概況 3-14
　第三節　小結 3-15
第四章　銦於透明導電氧化物及太陽能電池用途 4-1
　第一節　銦於透明導電氧化物的用途 4-1
　　一、透明導電氧化物概況 4-1
　　二、銦錫氧化物ITO在TFT LCD的應用概況 4-2
　　三、ITO靶材的鍍膜製程 4-4
　　四、ITO市場概況 4-7
　第二節　銦於銅銦鎵硒(CIGS)薄膜太陽電池的用途概況 4-10
　　一、基本構造 4-10
　　二、特性 4-12
　　三、銅銦鎵硒薄膜製程 4-12
　　四、市場概況 4-13
　　五、廠商投入概況 4-14
　第三節　小結 4-18
第五章　原生銦未來供需分析 5-1
　第一節　原生銦未來需求推估 5-1
　　一、ITO用途對原生銦需求推估 5-1
　　二、CIGS薄膜太陽能電池用途對原生銦需求推估 5-4
　　三、其它用途對原生銦需求量推估 5-5
　　四、原生銦未來需求推估 5-6
　第二節　原生銦未來供給量分析 5-8
　　一、中國是未來供給原生銦的主要國家 5-8
　　二、中國未來產量推估 5-12
　第三節　原生銦供需缺口分析 5-15
　　一、在產量固定下2013年將可能發生供給缺口 5-15
　　二、中國逐年生產的情形下2015年將可能發生供給缺口 5-15
　第四節　小結 5-18
第六章　日本對稀有金屬的策略與作法 6-1
　第一節　日本從事金屬研究的單位 6-1
　　一、獨立行政法人 石油天然瓦斯、金屬礦物資源機構(JOGMEC) 6-1
　　二、獨立行政法人新能源產業技術總合開發機構(NEDO) 6-3
　第二節　日本稀有金屬的整體策略 6-5
　　一、短中長期策略 6-5
　　二、國家能源資源戰略規畫 6-6
　第三節　稀有金屬儲備制度 6-7
　　一、儲備制度概況 6-7
　　二、儲備的變化趨勢 6-8
　第四節　日本稀有金屬的金屬的材料替代開發計畫 6-11
　　一、材料替代開發計畫概況 6-11
　　二、計畫內容 6-11
　第五節　小結 6-15
第七章　替代技術發展現況 7-1
　第一節　氧化鋅(ZnO)系透明導電膜 7-1
　　一、氧化鋅(ZnO)性質 7-1
　　二、氧化鋁鋅(AZO)透明導電薄膜特性 7-2
　　三、氧化鋅鎵薄膜(GZO)導電薄膜 7-5
　第二節　奈米碳管薄膜材料CNT(Carbon nanotube-based thin films)7-7
　　一、研發現況 7-7
　　二、運用CNT的新型裝置研發實例 7-8
　　三、CNT電視(25吋的電視樣品)出現 7-9
　　四、實用化的預期成果 7-10
　第三節　其它材料 7-11
　　一、TNO(氧化鈦鈮：Ti1-xNbxO2) 7-11
　　二、C12A7(12CaO‧7Al2O3：碳酸鈣和氧化鋁的混合物) 7-11
　第四節　小結 7-13
第八章　結論與建議 8-1
　第一節　結論 8-1
　第二節　台灣發展策略建議 8-4
參考文獻 9-1


====圖目錄====

圖1-1 研究流程 1-4
圖2-1 銦錠 2-1
圖2-2 銦價值鏈 2-2
圖2-3 銦錠的煉製過程 2-4
圖2-4 各種金屬可開採蘊藏量 2-5
圖2-5 主要國家銦蘊藏量比率 2-6
圖2-6 稀有金屬集中度及可開採年限 2-8
圖2-7 銦價走勢圖 2-11
圖3-1 銦的供給結構 3-2
圖3-2 ITO廢靶材回收流程 3-4
圖3-3 ITO蝕刻液的回收流程 3-5
圖3-4 LCD玻璃上氧化銦錫ITO回收流程 3-6
圖3-5 銦的主要應用領域 3-10
圖3-6 2007年主要ITO靶材需求國家比率 3-11
圖3-7 2007年銦的主要需求國家百分比 3-12
圖3-8 日本需求概況 3-13
圖3-9 美國需求概況 3-13
圖4-1 TFT LCD的結構 4-3
圖4-2 TFT畫素的結構 4-3
圖4-3 2007年各國ITO靶材市占率 4-8
圖4-4 全球ITO的需求成長推估 4-9
圖4-5 Honda製造的銅銦鎵硒太陽能電池 4-10
圖4-6 銅銦鎵硒太陽能電池基本結構 4-11
圖4-7 可商業化生產之銅銦鎵硒太陽能電池基本結構 4-11
圖4-8 CIGS太陽能電池成長率 4-14
圖5-1 銦的回收流程 5-2
圖5-2 原生銦未來的用量推估 5-7
圖5-3 各蘊藏量等級產量分析 5-9
圖5-4 中國未來產量預估 5-14
圖5-5 產量固下供需缺口分析 5-16
圖5-6 中國逐年增產下供需缺口分析 5-16
圖6-1 JOGMEC使命 6-2
圖6-2 NEDO運作架構 6-4
圖6-3 日本稀有金屬整體策略 6-5
圖6-4 茨城縣的高荻儲備倉庫 6-14
圖7-1 GZO薄膜的斷面電子顯微鏡(FE-SEM)影像 7-5
圖7-2 GZO薄膜電阻值 7-6
圖8-1 台中日韓銦資源的整合動向 8-6


====表目錄====

表2-1 銦主要蘊藏國家 2-6
表2-2 TFT LCD Array製程材料分析 2-7
表3-1 銦的供給結構 3-1
表3-2 再生銦的生產國家 3-2
表3-3 各主要國家原生銦的產量 3-7
表3-4 中國大陸主要廠商產量 3-8
表3-5 銦的其它生產廠商 3-9
表3-6 2007年銦在ITO靶材的使用量 3-11
表4-1 透明導電氧化物的用途 4-1
表4-2 2007年ITO靶材的主要製造商及產量 4-8
表4-3 全球ITO的需求成長推估 4-9
表4-4 CIGS太陽能電池成長率 4-14
表4-5 投入CIS/CIGS太陽能電池相關新廠商之技術與發展概況 4-16
表5-1 日本實際回收率驗證 5-3
表5-2 ITO對原生銦需求 5-4
表5-3 CIGS薄膜太陽能電池對原生銦的需求 5-5
表5-4 其它應用對於原生銦的需求量(2004~2007) 5-5
表5-5 其它應用對於原生銦的需求量(2007~2015) 5-6
表5-6 原生銦未來的用量推估 5-6
表5-7 主要國家蘊藏量分析 5-8
表5-8 主要國家生產量及蘊藏量概況 5-11
表5-9 中國的產能概況 5-13
表5-10 中國未來產量預估 5-14
表5-11 產量固定下供需缺口分析 5-17
表5-12中國逐年增產下供需缺口分析 5-17
表6-1 日本稀有金屬儲備制度的彙整表 6-10
表6-2 日本稀有金屬替代制度彙整表 6-13
表6-3 日本稀有金屬替代制度項目 6-13
表7-1 氧化鋅(ZnO)性質 7-2
表8-1 中國湖南株洲市ITO靶材招商專案 8-6