產業新契機

6G將滲透你我生活

行動通訊技術大約每十年演進一次，故預估2030年將進入6G時代，並以滿足5G未能達到的各種生活應用與商業需求邁進。6G將結合5G行動通訊系統和衛星網路（包括電信衛星網路、地球影像衛星網路、導航衛星網路），透過衛星網路達到全球覆蓋，並搭載高速光纖、大規模陣列天線（Massive MIMO）等，讓無線和行動終端的網路傳輸速度達到11Gbps。在頻譜使用上，將從毫米波頻段（30-300GHz）擴展到太赫茲波（100GHz- 30THz），後者在傳輸距離的挑戰會遠高於毫米波通訊。在未來的6G網路中，也將更廣泛的整合人工智慧（AI）技術，例如芬蘭奧盧大學的6G計畫以及IEEE未來發展方向委員會（IEEE Future Directions Committee），分別提出分散式智慧無線通訊（Distributed Intelligent Wireless Computing）以及自動化網路系統（Autonomous System）的6G 網路願景。

五大指標產業 彰顯奈米科技技術重要性

全球的奈米技術發展重心，從1990年代的電子電路範疇逐步向環境、能源、醫學、生技等產業跨入，底下將就這些相關技術進行介紹：

一、環境產業

由於工業過程或人類活動所產生的各種污染物造成嚴重的環境污染，且威脅到地球上物種的生存，需要有效的淨化方案來解決，這些解決的近期研究包括：捷克Palacký大學與Asio公司合作，開發高氧化態鐵化合物的水淨化技術；中國武漢建築材料國家重點實驗室、武漢理工大學、中國建築材料科學研究院、中國武漢混凝土科學與技術聯合實驗室所共同開發的用於淨化空氣的奈米二氧化鈦混凝土；Seldon Water公司開發用於純化水的奈米碳管網。Pardam 公司開發NnFMBRANE®高分子和NnFCERAM®陶瓷奈米纖維材料，利用離心紡絲製得純化水的奈米纖維薄膜；NANO IRON公司開發之處理汙染地下水的奈米鐵粒子；美國加州大學用於偵測空汙的奈米感測器；德國CNM Technologies公司用於水或溶劑過濾 的碳奈米薄膜；英國Cranfield大學的衛浴汙水處理奈米膜等。

二、能源產業

能源產業的奈米技術發展主要聚焦於能源儲存，近期的研究包括：美國洛克希德·馬丁公司開發用於 高性能鋰離子電池的奈米矽基陽極；捷克HE3DA公 司發展之電動車用3D電極；美國Graphene Energy Storage Devices公司開發之石墨烯超級電容；波蘭科學院發展之生物電池用的氧化鋅電極；美國Applied Nanotech公司檢測氫氣的金屬奈米粒子感 測器；西班牙Grabat Energy公司的石墨烯高分子電池。

三、生技醫療

生技醫療領域在診斷和治療領域的奈米技術發展迅速，近期的研究包括：美國Nanospectra Biosciences公司使用奈米金和雷射來加熱治療癌症 腫瘤；nanoSPACE公司的抗菌和抗過敏紡織品；PeptiGelDesign公司用於細胞培養的奈米胜肽凝 膠；Promimic AB公司應用於植體和人工骨骼的Hydroxyapatite奈米塗層；丹麥的Niels Bohr機構利用雷射加熱奈米粒子的癌症治療方式。生醫診斷領域則朝向檢測、識別和量化可早期檢測發現疾病的人體體液中的奈米識別成分，近期的研究包括瑞典的Ecole Polytechnique Federal de Lausanne （EPFL）實驗室開發的偵測人體汗液中毒素的感測器。

四、電子半導體

電子半導體是奈米技術最早聚焦發展的產業，在半導體材料上不斷微小奈米化電路的線寬，是全球著名半導體廠商均持續努力的方向，此方面的奈米技術在許多資料中均有專門的調查與論述，本文不再敘述，而將重點放置於半導體應用以外的其它電子應用發展，包括：美國Omega Optics公司的矽奈米薄膜，用於製造半導體上的光學元件；英國Manchester大學用於光學影像上的的石墨烯Terahertz雷射；美國Brookhaven國家實驗室發展之自組裝奈米粒子，用於微電子元件和微晶片、無線設備與可穿戴設備。

紡織產業的奈米技術包括：德國DuisburgEssen大學的奈米環境友善紡織製程技術；比利時Nanex公司的高分子噴塗防汙奈米技術；德國NanoCare Deutschland公司的二氧化矽紡織品防水塗佈 技術；澳洲Wollongong大學的紡織品石墨烯氧化物儲能技術。

綜合以上五項產業或領域的技術開發與應用，可以發現「感測器」、「薄膜」、「電子元件」與「紡織品」是主要的應用產品。