我国化工及先进主要材料产业现况

1、我國化工及先進材料產業現況可自德國、法國、以色列引進之產業建議資料彙整提供：工研院經資中心化材組資料來源：2001 產業技術白皮書 （ 石化及材料技術 ）壹、產業範疇廣義的材料產業包括金屬、陶瓷、有機三大族群，是所有應用產品產業 的源頭，亦為產業技術發展之基礎。就下游產業發展所需各種材料的材料 性能來區分，可將材料概分為結構性及功能性兩大類，前者包括結構用金 屬材料、複合材料及陶瓷材料等；後者以電子材料為代表包括金屬、陶瓷 及高分子材料為代表。本章僅就產業發展所需之關鍵性材料及技術具代表 性者，如：石化及產業、基本金屬材料及材料產業 （包括複合材料、電子材 料及工程陶瓷材料 ）等進行探討。貳、

2、產業現況2-1 石化及化工產業石油化學工業為我國的支柱產業，除了與日常民生息息相關外，更是其他產 業，如電子資訊、汽車業等的支援工業。我國石化工業之發展最早是起緣於下游 加工業開始，而逐漸在政府有計畫地經建計畫之配合及推動下，逐漸逆向整合發 展出上中下游完整的體系 ，也一直在我國經濟發展的過程中扮演著舉足輕重的角 色。石化工業可分為上游的石化基本原料、中游的塑、橡膠原料及下游的複合材 料、塑膠製品、橡膠製品等，整體產業的關聯性如圖 1所示。 2001年台灣化工 產業之總產值合計高達 1兆 9,464億台幣，其各次產業的產值分佈如圖二所示。然而近年來，受困於國內環保、勞工、土地等問題，產業成長已

3、趨遲緩； 隨著下游加工產業大量外移，上游之六輕一、二期計畫完工投產，目前產業 結構正快速改變中，由下游加工製造為主，逐漸轉成上中游原材料的供應者。 另一方面 ，溫室效應 CO 氣體排放問題 ，石化業上 、中游原材料業者首當其衝。 要因應國際環保趨勢、掌握市場動態、提高我國石化產業之國際競爭力，技 術無疑是其中重要關鍵之一。石化上游石化中游石化下游應用領域染顏料業資料來源：工研院經資中心 ITIS 計畫整理圖 1 石化產業涵蓋範圍 2 - :1 ￥ 9,4圖642 ?200 x￥0年?1台灣化工產業產值分佈2-2 基本金屬材料及材料產業y3 |L ? ? ?11.6%2-2-1 產業概況說明?

4、|? s? ?16.1% |? ? - ?2.6%我國金屬產?業|?為s? 一? 重要且持續成長的產業，其每人每年產值為製造業每人每 ?￥ ? ? ? 自動化大量生產型的1基2.9%、 鋁、鎂、 a? ?0.4%3.3% 年產值的兩倍以上 ，主 本工業。非鐵金屬產業 鈦、鋅等工?￥業oa受?經s?特殊鋼方面20，.9%我國的 產能陸續發揮，不僅使自? 給?2.?5程%?度?大S幅?￥提? ?升?，且有大量外銷。就a生15l產.6%面?來看，7.8%年不銹鋼粗鋼的生產量已達 114 萬公噸（為全球 10 大生產國之一），不僅在量的仰賴進口 ，故以加工產業濟? 持續發展之影響，亦有相當程度之成長國

5、的投入以不銹鋼（包括平板及條類）y3 ? ?o6.4% 1999方面可滿足國內需求，且有大量外銷， 1999年各類不銹鋼（含鋼胚）的進口量 為 40 萬噸，出口量則高達 74 萬噸，為國際間主要的不銹鋼出口國之一。在不銹 鋼以外的合金鋼方面，我國目前仍有大量進口，總計 1999 年進口各類合金鋼達 24萬噸，出口則僅 10 萬噸。整體而言，我國特殊鋼產業已初具規模，各廠目前 的重點均為開發高附加價值的鋼種，而不再從事量方面大規模的擴充。我國非鐵金屬材料工業主要為中、下游加工業，其中銅、鋁製品是所有非鐵 金屬材料中最重要的兩項。由於國內缺乏上游冶煉工業，所需非鐵金屬原料，除 少部分由國內廢料回收

6、供應外，絕大部分原料均仰賴進口。在輕金屬方面，我國在 1998 年以前尚無鈦及鈦合金的煉製、壓鑄工業，因此 所需的鈦合金軋鍛材及鈦製品均需自國外進口，惟自 1999 年起，國內業者已建 立鈦金屬軋鍛轉質加工技術及軋鍛棒材供應， 1999年我國的鈦合金軋鍛材及鈦 製品（包括鈦陽極）總量為 1,113 噸。另外進口未加工鈦 、鈦粉、鈦廢料等共 1?262 噸，總共達 2,375 噸，於世界市場中，雖屬小量但亦可觀，主要是國內在鈦合金 高爾夫球頭產業在大陸的強力競爭下目前每年仍有超過 300 萬個以上的產量（包 括鑄造及鍛造品，亦含部分用鈦的鐵桿頭） ，此外在航太零件、半導体用靶材等 市場需求也都有

7、相當大的量，未來在化工業製程設備逐漸高級化的情況下，此部 分應有較明顯的成長。我國目前所生產的鈦金屬製品，以高爾夫球頭、球桿等休 閒、運動用品為主，幾乎全部外銷，仍以銷往社會經濟水準較高的工業化國家為 主。目前 3C 用產品極為熱門，其對輕量化之需求有較其他產品殷切的需求，因 此其結構材必須盡可能採用輕質材料，此方面一向是塑膠的天下，但隨著產品的 日趨輕小，塑膠在剛性、散熱性及環保回收方面已不能滿足新時代的需求。而鎂 合金則以其質輕（比重 1.8，為結構金屬最輕者，與工程塑膠相當） 、高剛性、散 熱快（為塑膠的 100 倍以上）、易於回收等特性，在 1995年以後逐漸在全球的汽 車輕量化方面及

8、 3C 產品方面受到重視，並已成為未來新時代主要的結構材。 我國在這一波鎂合金熱潮中屬腳步較快的國家之一，目前在 3C 產品的鎂合金零 組件生產方面我國為僅次於日本的生產國。我國現有鎂合金壓鑄廠20 餘家（全球鎂合金結構件的製程以壓鑄為主） ，總共已擁有各類壓鑄機已超過 100 台（含 半熔融射出機），各主要廠商的擴廠仍在持續中， 1999 年總共已生產筆記型電腦 機殼超過 100 萬件，預計 2000 年我國的鎂合金產業將呈倍數的成長，未來將成 為國際主要的鎂合金零組件生產基地之一。我國目前並無鎂的提煉工業及壓鑄用合金的配料業 ，因此我國所需的各種鎂 / 鎂合金原料須仰賴進口， 1999年總

9、共進口各種鎂 /鎂合金原料 6,352 噸，未來在 壓鑄業急速發展之下，原料的進口量亦將快速成長。我國目前並無鎂的提煉工業及壓鑄用合金的配料業 ，因此我國所需的各種鎂 /鎂合金原料須仰賴進口， 1999 年總共進口各種鎂 /鎂合金原料 6,352 噸，未來在 壓鑄業急速發展之下，原料的進口量亦將快速成長。複合材料係將二種以上原材料結合成具綜效的設計性材料，其原材料取自金 屬、陶瓷、有機材料，可直接製成終端成品，滿足單一材料所不能達到的性能， 尤其是結構強度方面，將成為構造材料中的重要材料。我國複合材料產業重心為 結構用高分子複合材料，功能性複合材料逐漸受到注意。金屬基複合材料則尚處 萌芽階段。

10、工程陶瓷材料方面，目前國內業者生產的產品，以電氣絕緣性結構陶瓷如基 板及構裝用之需求量約佔一半，其次為耐磨性陶瓷如磨球、內襯磚、耐磨片、紡 織用絲導、機械軸封等；耐熱防蝕機能陶瓷如坩堝、耐熱棚板、絕熱材等；以及 其他民生用之錶殼、錶鏈、剪刀、刀具、噴嘴及其他工業用雜項產品。 1999 年 陶瓷射出成形技術的開發亦有良好的成果 ，光纖連接器用的關鍵性零件陶瓷套 圈與袖管亦有多家廠商陸續投資設廠生產。許多傳統陶瓷與其他機械產業，亦逐 漸重視精密結構陶瓷的市場利基，紛紛想要跨入此一領域。尤其以形狀複雜、產 品精度要求高、單價高的精密陶瓷元件的開發，是國內未來投資方向與重點。此 外，半導體製程用的陶瓷

11、以氧化鋁、碳化矽為主，最近則偏重氮化鋁、氮化矽、 碳化硼等更耐侵蝕的陶瓷元件為主 。國內的使用者亦希望國內廠商能夠逐步自製 供應內需，陶瓷元件的需求量將隨著 8 吋、 12吋晶圓廠的投資而大幅成長，其 所需陶瓷元件市場規模可達新台幣 20 億元/年以上。整體而言，工程結構陶瓷的 進口值遠大於國內產值，國內結構陶瓷產業仍有非常大的提升空間。電子材料為家電、資訊與通訊產品（通稱 3產品）整個電子產業之下游系 統產品與中游電子零組件的基礎，就材料的功能來分類，可分為半導體材料、顯 示材料、電子構裝材料、記錄材料、功能陶瓷、磁性材料、感測材料與儲電材料 等八大電子材料系統，進而組成主動元件、被動元件、

12、功能元件、機構元件等四 大類電子零組件。2-2-2 產業營運概況由於我國工業生產統計 、海關進出口等統計資料未能涵蓋所有材料細目 （如： 熱敏元件、工程陶瓷），僅將基本金屬材料 （鋼材、銅材、鋁材、鎂材、鈦材等）、 複合材料（玻璃纖維、碳纖維、環氧樹脂、不飽和聚酯、酚醛樹脂等）及電子材 料中主要項目（印刷電路板、 IC 導線架、 LCD 導電玻璃、 LCD 偏光片、影像管 網罩、影像管螢光劑 、被動元件、小型二次電池等） 之國內市場規模作一整理 （請 見表 1）。表 1 我國主要材料之市場規模 單位：新台幣百萬元 產業 生產值 （1） 進口值 （2） 出口值（3） 國內市場需求 （1）+（2）

13、-（3）基本金屬1995467,978220,635139,968548,6451996490,222177,361149,824517,7591997569,523200,230181,058588,6951998571,256178,565205,053544,7681999572,149172,124213,423530,850 （推估）電子材料199599,91844,75262,91481,7561996111,67447,35069,70489,3201997124,66851,68686,10090,254199899,61772,47863,608108,4881999221,

14、45079,114133,735 166,829（推估）複合材料199517,5058,04612,19613,355199618,7648,64511,93215,477199721,5237,74811,00118,270199824,1508,50013,00019,650199926,11310,96015,15021,923 (推估）註：1.電子材料 1998及 1999之市場資料增列 LCD 導電玻璃、彩色濾光片及偏光 片。參、產業發展的展望與課題3-1 石化及化工產業過去一年以來，我國石化工業的整體產業結構逐漸產生重大之轉變，主要驅 動力可分產業面、經濟面、政治面與國際環境四大類

15、。在產業方面，主要之因素 有全球石化產業版圖之重整、上游油品及石化原料市場之開放、中油民營化等政 策性之改變、台塑六輕二期計畫全面完工投產，以及政府隨同全球之發展而積極 推動電子商務；在經濟方面有美國經濟衰退導致全球經濟景氣反轉、原油價格持 續上漲、國內政局不穩導致經濟情勢不佳及我國與中國大陸即將加入WTO ；在政治面上則以政府同意以專案審查的方式開放石化上游往大陸投資 ，但仍堅持不 開放三通；在國際環境上，則有 WTO 所引發之全球化學品貿易自由化和氣候變 化綱要公約等所帶來之衝擊。展望 2001 年，台灣石化業仍將處於全球低迷市場景氣中，面對六輕一期及 二期計畫的完工，對中油及非台塑體系的

16、石化廠商而言，競爭態勢愈加劇烈，此 外，國際石化集團合併或策略聯盟的趨勢，更強化了國際競爭力的重要性，我國 石化業如何善用過去四十年來累積的良好體質，在油品開放、中油民營化及亞洲 石化版圖重整過程中擴大規模，提昇競爭力，並與政府共同面對氣候綱要公約的 效應及開放大陸投資議題進行跨世紀的佈局，都值得深思。而對廣義的化工產業而言 ，未來成長的最大課題就在傳統的化工產業如何由 量大的 Commodity Product 生產型態，轉型為生產高附加價值的 Specialty Chemicals。因此如何引進或開發低環境成本 （低污染製程 ）且兼具高生產效率的新 生產製程 （技術 ），以及新產品的市場開

17、發、行銷與技術服務等新的商業技術的建 立與培植，都將是產業能否順利轉型昇級的重要課題。因此一些高附加價值特用化學品，如塑膠及紡織添加劑、醫藥中間體、電子 用化學品等，以及高效率之觸媒、低污染的製程與產品 （如 water-borne配方與製 程），生化技術應用於化工產品的製造等都是未來台灣應努力開發之技術。3-2基本金屬材料及材料產業我國材料產業發展至今在基礎材料部份還算是相當完備 ，但考量台灣的內需 市場過小，且以往成長的動力都來自出口型產業所帶動的產業需求。而目前我國 的產業已逐漸由量大但附加價值低的 OEM 產業型態，逐漸轉向成為少量多樣化 的生產型態。即便是出口的產品種類，也由以往的建

18、材、廚具、五金、運動器材 等，逐漸轉為精密加工機械、 3C 產品等高性能高附加價值產品。所以技術競爭 型 （或高技術密集度 ）材料將成為我國材料產業技術未來發展主流，而如何結合目 前台灣一些逐漸在國際上具有優勢地位產業，如電子關鍵零組件（IC 、顯示器、PCB、通訊用元件 ）及關鍵材料 （電子/機械 /化工 ），應是未來可作為與國際大廠技 術合作或策略聯盟時最重要的籌碼與誘因。因此在一些特定的產品項目，其可能的發展方向整理如下： 複合材料中的新一代智慧型構造性複合材料，機能型複合材料，與質輕 體積小的電聲複合材料等。我國工程結構陶瓷產業以往多集中在低價位產品方面，而高單價陶瓷產 品則完全進口。

19、未來如電子用的功能材料用陶瓷，以及因應零件功能的 精密化之異種材料之間的複合化技術及陶瓷射出成形與高精度加工技 術，都是非常可行的技術發展方向。輕合金材料技術是 3C 及未來產品應朝輕量化及功能化方向發展時不可 或缺的材料 （技術 ）。目前在國內的發展上除了機械強度外提升外，熱傳 導性、避震性、加工性以及環境使用溫度都是輕合金應用於運輸 、建築、 民生之結構用途，推展至電腦、電子、通訊等功能性之應用時必須突破 以促使國內運輸、電腦、民生等產業加速輕合金材料之應用開發。 建立本土化、自主化的高清淨不銹鋼製造技術並開發特殊合金材料製造 及應用技術使國內不銹鋼上、下游業進入半導体、食品、化工、生醫等

20、 領域所須之高附加價值不銹鋼材市場。此外也應配合地協助下游產業建 構完整之快速造型，中小批量快速模具及大批量快速模具之高效率製作 技術，縮短產品開發時程，促成國內板材沖鍛成型產業，協助業界開發 DVD 金屬元件及電腦散熱片等載具產品，支援 3C 及傳統產業。 積極建立高性能電子金屬材料製程及應用技術發展，例如建立高純度靶 材精煉技術、導線架及 INVAR 板片精密軋延技術、精度金屬蝕刻技術 及無鉛銲錫材料技術、殘靶回收精煉技術等，以協助國內 3C 產業建立 自主的上游高級材料工業。 目前全球之高科技研發均在力求質輕而力強、細微而性能優異的材料， 因此材料之發展必然將由目前之微米層級（ Micr

21、oscopic ）進入奈米層級 （Nanoscopic）。此一趨勢無可避免，故應積極投入研發以因應產業之需 要。IC 構裝以及電路板組裝材料；技術發展圍繞著 IC 構裝以及 PCB組裝之 材料與製程技術。由高密度薄型構裝 BGA 到 CSP，再進至多晶片模組 及 Flip-chip ，所需的封膠材料、基板材料以及相關製程技術，成為必須 發展之項目，以提升國內技術之自主性。在基板方面，發展具有低介電 常數、低熱膨脹係數之高密度薄膜印刷電路板，應用在細線化、多層高 密度構裝例如 PBGA、mBGA、CSP與 MCM 用之基板材料，已屬當務 之急。另如錫球、無鹵基板、鍍鈀的導線架等環保材料及輕薄化基

22、板對 高頻之應用等亦為未來開發之重點之一。 我國液晶產業欲與日韓競爭，除需建立自己的研發及設計能力，相關週 邊產業包括上游材料與設備產業之建立，是台灣未來確保價格優勢最重 要的因素。因此擬訂未來材料技術開發計畫需著重降低材料成本及提高 性能的關鍵材料。為能達成上述目標，多項新技術有待突破，如提高亮 度，提高分析度，廣視角，快速應答，輕量化等新材料之研發，如廣視 角膜，高亮度膜，塑膠基材及 Integrated Color Filter 等都是未來應積極 開發期能提升我國液晶產業競爭力之重要項目。 未來二次電池技術是以 3C 整合新產品應用為發展主軸，希望取得未來 新世代產品市場導入先機，開發重

23、點除鋰離子電池材料開發及製程技術 提升，應加速開發新世代高性能電池材料系統，如高分子鋰電池、鋰合 金電池及薄膜固態鋰電池。 配合無線通訊及寬頻網路應用，材料的高頻化應用為必要的發展。此外 在面對提高功能密度的情況下，異質材料的同步製程以及可呈現高功能 密度的結構方式是製程發展的重點。配合高度功能集積化的需求，高精 度的細線多層陶瓷內埋被動元件之結構、小型化( 04020201)、卑金 屬化(例如：鎳金屬) 、低溫燒結、複合功能積體化模組原件設計與製 造等均為技術發展重要方向。肆、產業可與德 /法/以合作之方向與策略4-1 台灣產業的機會分析 （以國外合作者的角度 ）我國材料產業發展至今在基礎建

24、設與人力方面都已建立相當完備 ，但考量台 灣的內需市場過小，且以往成長的動力都來自出口型產業所帶動的產業需求。而 目前我國的產業已逐漸由量大附加價值低的 OEM 產業型態，逐漸轉向成為少量 多樣化的 ODM 產業型態，更重要的是在許多資訊電子產品領域，台灣的製造實 力除已位居國際領先群外，更重要的是經多年的耕耘，在一些特定資訊電子的產 品 （甚且包括目前的寬頻及無線通訊產品 ）部份，台灣不僅在整機 /整個系統的整合 製造能力上已建立充足的能量與優良，信譽，且在一些關鍵零組件與元件上，台 灣的製造實力與能力也不斷快速成長 ，並逐漸成為國際的關鍵零組件與元件之重 鎮（如 LCD、PCB、主機板 ）。但在此一轉型的過程中，台灣上述產業也面臨另 一新的挑戰與衝擊，亦即如何向上游提昇，建立更自主的關鍵 “材料 ”產業與技 術，並藉由關鍵材料與關鍵零組件的結合，使