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綠色新材料

 

* 市場切入點
 
材料產業一向扮演我國經濟發展的支柱角色,近年因新興國家材料產業崛起之競爭、環保要求日益嚴格、國際法規對化學品規範愈趨嚴謹,以及國內產業所需之創新高端關鍵材料易受國外管制或技術不易取得等因素影響,為了協助既有的材料產業技術能量升級,補足產業新材料缺口,並推動整體上中下游產業鏈的永續經營,惟有加速往高值化與可產生差異化的創新高端材料技術發展,配合政府推動「五加二」產業創新政策以驅動我國經濟成長的新材料需求,始能鞏固我國材料產業的全球競爭力。
 
綜觀過去我國材料業者的高端技術研發能量普遍偏低,以鋁材為例,我國鋁業多以代工為主,利潤低廉,且因我國市場小,少量多樣的市場不具經濟規模,國內銷售無法支撐,導致廠商不願投資創新技術,使得國內鋁材製程工序繁複,不但耗能且生產效率差。也因為鋁錠熔煉廠與國外相比規模較小,相對難以精確掌握廢料化學組成,缺少熔煉特殊高階合金的技術,廢料熔煉普遍存在降級使用,中下游材料加工與應用廠亦缺乏高效率低耗能二次加工製程技術,造成資源使用效率無法最大價值化。
 
綠色新材料未來技術發展著重「產業創新新材料開發技術」以及「循環鋁材創新應用製程技術」2個方向,其中「產業創新新材料開發技術」包括「高端複合材料與應用開發」及「高端高分子工程材料」二大技術主軸。為了集中資源、加速新材料的開發時程,必須整合法人專精能量,形成高端創新材料開發體系,帶動跨業應用的材料開發與鏈結能量,健全國內自主新材料供應鏈,配合政府政策聚焦「五加二」產業創新新材料的發展,同時進行產業化整合,過程中串聯產業價值鏈,推動材料的跨領域應用系統驗證,並與高端新材料試量產計畫銜接,運用整合型計畫及試量產計畫,推動業界投入產業化落實,強化國內產業自主研發、產品應用設計、放量生產等能力的拓展。建構國內高端新材料設計開發體系與新產業鏈。
 
* 技術特性
 
1.高端複合材料與應用開發
 
高端複合材料從原料端設計到應用載具的開發,聚焦在「五加二」產業創新新材料的發展,開發具產業效益之高性能高值關鍵材料與應用,開發重點包括:1.頻率對應多層複合結構材料:在傳統複合材料之上整合其他功能,如電性遮蔽/穿透、導熱隔熱、防磁及吸音透音等,帶來傳統複材產業高值化轉型機會;2.高強度陶瓷複合材料:主要應用於光電、半導體、航太、生醫等產業,特別需要高強度、高硬度、高剛性、耐高溫、耐磨損、耐腐蝕、抗熱震以及可靠度等特性,以符合產業及環境的應用。期能協助業界縮短研發期程,推動產業化落實與驗證,達到材料自主化,提升我國高端材料產業國際競爭力。
 
2.高端高分子工程材料
 
發展一系列高端新工程材料技術,涵蓋高性能結構、介面、輕量化製程與關鍵料源等技術範疇,以充分支援五大產業創新需求,透過精密熔融化學改質製程技術與微結構分析,及輕量化微孔結構(Microcellular Structure)材料與新製程等技術開發,發展異質界面功能增進材料及高強度微孔結構工程材料,預計應用於高頻通訊異質接著膠材及航太內裝/節能汽車微孔結構材料等創新高端應用,帶動國內高端材料應用發展,開創新材料自主供應能量。
 
3.鋁材循環高值應用及綠色製程技術
 
著重於材料及製程二大思維,聚焦國內產研一次加工/二次加工優勢與國際循環鋁材應用市場趨勢考量,發展低廢棄/高效率回收鋁材潔淨化製程技術;利用關鍵加工製程技術,開發易回收可拆解之高品級鋁製品;提供節能環保創新應用所需材料及關鍵製程技術。布局規劃優先以回收鋁材的多孔性成型與潔淨化高品級真空壓鑄、高效率鋁鈑件溫/熱成形以及低耗能鋁材潔淨摩擦攪拌銲接等技術的研發投入。
 
* 產業帶動性與應用效益
 
1.高端複合/高分子工程材料
 
開發高端複合材料,如頻率對應多層複合材及高強度陶瓷複合材,推動傳統複材產業升級,生產全自主高階海用複材,協助船舶、複材產業進入功能性/海用製作門檻,擺脫國際技術壟斷,開拓國際市場。建構高強度陶瓷複合結構材料技術平台,發展下世代晶圓用靜電吸盤關鍵材料技術,協助傳統陶瓷產業,進入半導體、光電產業。另一方面,開發高分子工程材料,如質界面功能增進材料,能補足國內高頻低介電損耗(Dielectric Loss)絕緣膠技術缺口,解決低介電高階異質界面接合產品須仰賴國外進口之問題;開發高強度微孔工程材料,解決國內目前發泡原材料皆需由國外進口的問題,達成國內關鍵材料自主化。促使國內工程複材產業能朝向電動車/汽車引擎室、無人機、航太等高端輕量化結構產品發展,開創新應用領域及提升產業競爭力。
 
以研發能量帶動國內產業由民生泛用等級材料,提升至創新高端應用關鍵材料,解決國內產業材料受國外管制及技術不易取得的困境協助;規劃透過專業設計開發平台與產業聯盟方式,驅動廠商群聚,形成自主研發生態體系,研發綠色製程技術,引領業者投資開發關鍵高端材料與產品,跨領域接軌「五加二」產業創新應用。預計帶動投入開發之高端材料產品,材料自主率提升10~20%以上,產品附加價值率達40%以上;預計可增加廠商衍生投資金額達新臺幣150億元以上,例如軌道車輛輕量化部件、航太結構件、船艦電磁防護結構材、半導體設備元件、綠電高強度結構材、高耐候/高耐腐蝕材料、智慧機械用制震材料、耐高溫/耐久功能性材料以及智慧機能纖維模組等產業新機會,以深耕高端材料發展之基礎技術。
 
2.鋁材循環高值應用及綠色製程技術
 
結合國內標竿業者建構亞太低廢棄高值應用鋁材回收循環研發中心,建立循環再生及高值應用生態鏈,促成設置高值循環綠色製程量產線5條以上。預估回收鋁料的年處理量可達2萬噸以上,有效降低環境負荷。產出物應用商品化之後,平均附加價值率可提升30%以上;而鋁材的高值化綠色製程技術開發則可降低鋁材生產製程能耗40%以上。促進鋁材循環高值應用,支援國內車輛產業創新應用,並進入國際高階供應鏈。預計可帶動上中下游關鍵材料暨結構件產值新臺幣42億元以上。並且配合政府「五加二」產業創新政策之循環經濟(Circular Economy),透過資源再利用模式,使其生命週期延長或不斷循環,以有效地緩解廢棄物與汙染問題,並透過研發高端創新材料技術及推動再生資源高值化,建構從製造到消費可資源回收再利用的新興循環產業發展模式。提升國內輕量化資源使用效率,朝向「創新高值」及「循環加值」目標發展,帶動上中下游應用生產技術提升,促進產業轉型資源整合,落實綠色製品永續循環高值化應用,並將技術擴散創新應用領域,健全國內高端材料供應鏈。
 
更新日期:2020-11-05

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