發展20多年的電子紙(ePaper)顯示技術，近年受惠數位轉型及淨零碳排兩大趨勢帶動，重新搖身鎂光燈焦點。這波電子紙的「綠色革命」未完待續，由電子紙大廠元太科技為號召，下一步他們將投入System on panel技術研發，推動電子貨架標籤(Electronic Shelf Labels，ESL)智慧化技術升級。
電子標籤發展越來越蓬勃。
(來源：元太科技)
電子紙運用雙穩態技術，僅更換畫面時才會消耗電力，即便移除供電來源，亦可繼續顯示畫面，經常可見的應用，包括電子書閱讀器、ESL等。近年技術持續突破，尤其是邁向彩色化，更進一步打開市場。市調單位TrendForce預估，去年全球電子紙市場規模約46.5億美元(約新台幣1,441億元)，年增48.1%，預估到2026年，市場規模可望達到203.4億美元(約新台幣6,305億元)，潛力強勁。
這門已存在多年的顯示技術，過去幾年，相較液晶顯示器(LCD)等技術並非主流，之所以迎來大成長，數位轉型和節能減碳扮演兩大關鍵引擎；尤其零售業的智慧轉型潮更是一大主因。零售業智慧轉型帶動ESL需求大幅升溫，BestBuy、Walmart等歐美大型零售賣場，都可見ESL的身影；從深耕電子紙產業數十年的電子紙龍頭元太，去年營收創高，ESL營收佔比首度超越電子書閱讀器，更顯見ESL的熱度。
ESL加上彩色電子紙刺激電子書閱讀器湧現換機潮，造就了電子紙產業迎接當前的榮景；元太業績近年也乘勢而上，去年前三季累計稅後純益新台幣80.8億元，每股純益(EPS)7.08元，雙雙改寫歷年新高。著眼產業界的「綠色革命」持續延燒，元太做為領頭廠商，如今正積極呼朋引伴，串連供應鏈佈局技術升級，其中一個任務，就是要將「System on panel」的概念具體實現，推動ESL智慧化轉型。
實現System on panel需三管齊下
「E Ink on every smart surface and make surface green，一直是我們的開發方向。」元太產品開發中心副總洪集茂表示，以前零售1.0時代，ESL只是秀價格，現在走到智慧零售，ESL的色彩也越來越繽紛，大家開始思考在賣場、無人商店等場域，ESL還能做什麼，比如透過ESL整合感測器及攝影機，監控人流及顧客行為，搭配微控制器(MCU)做運算，將真正有價值的資料送上雲端。
未來電子貨架標籤可望不再只有顯示價格，而有能力實現更多元的智慧應用。
(來源：元太科技)
要維持電子紙原有的省電特性，又要智慧化，洪集茂指出，傳統為消費性電子領域設計的系統整合方案，不一定適遇，因此他們才提出以電子紙顯示器的角度，重新提出System on panel的構想。元太的System on panel方案，是在玻璃基板、軟性基板上直接打造系統，從IC、面板及系統等三面向同時進行整合，以求減少製程、材料及產品體積，進一步降低汙染。
多領域的整合，免不了來自更多方面的技術難題。洪集茂點出眼前的首要課題，包括驅動IC製程提升，高壓製程融入MCU、無線射頻、時序控制器(TCON)等IC的生產流程；為IC覆膜(IC Bonding)，面板模組製程得特別設計；走線阻值降減與天線整合；感測器內建背板等。涉及面向多，讓他直言，「更智慧化要靠大家來做，單靠元太沒辦法。」
針對System on panel，元太則圍繞彩色、低功耗及低成本等三技術主軸研發，洪集茂指出，當中包括跟晶圓代工廠溝通，開發合適製程；以系統整合降低印刷電路板(PCB)用量；使資料能直接傳進驅動IC降低資料傳輸功耗；針對省電進行驅動架構優化，讓影像從雲端到邊緣裝置前，已針對效能優化重整；發展疊構整合提升亮度，降低前光用量，整合Gate IC到面板，讓成本更有競爭力。
現在也越來越多IC、感測元件廠加入元太的夥伴行列，與元太討論做更多的系統整合，網通IC廠瑞昱半導體(Realtek)即是其中一員。特別的是，過往瑞昱這類的IC設計廠，鮮少跟面板廠有直接合作的機會，大多透過系統整合廠間接合作，這次元太和瑞昱因System on panel建立連結，可說是一舉打破長年以來存在的大牆。
瑞昱MCU平台助力電子紙綠色轉型
元太跟瑞昱最早是在電子貨架標籤相關產品進行合作，瑞昱透過系統整合廠參與，提供超低功耗、支援藍牙5.0的系統單晶片(SoC)RTL8762ESL及技術支援。這次的System on panel新案，瑞昱同樣是供應低功耗藍牙SoC，元太提供電子紙顯示器相關技術的Know-how，產品行銷處企劃經理林信佑透露，深度合作是元太提出的構想，他們希望能把IC直接放在玻璃基板上。
導入瑞昱系統單晶片(SoC)RTL8762ESL的電子標籤。
(來源：瑞昱半導體)
前述洪集茂所提IC Bonding製程、走線阻值降減與天線整合兩大難題，瑞昱扮演他們最好的夥伴，尤其是IC Bonding製程，林信佑表示，「這是雙方必須緊密討論的部分。」他指出，目前評估的方案是異方性導電膠膜(Anisotropic Conductive Film，ACF)製程，該做法可把所有元件放在玻璃基板上，這對瑞昱來說是新嘗試，元太則是要思考如何援引過往的整合經驗，順利將無線射頻元件跟面板整合。
林信佑所提的ACF，是由Sony開發的一種材料，具備黏接、導電和絕緣等三大特性，垂直(Z軸)方向導通、水平(X、Y軸)方向絕緣的特點，可解決某些傳統方式無法處理的細微導線連接問題，廣泛用於IC與液晶顯示器(LCD)、軟性印刷電路板(FPC)與LCD、IC及Film間的Bonding，其中一種用途即為接合驅動IC和玻璃基板，應用領域包括LCD、OLED、電子書、觸控螢幕等。
單看ACF的特性，確實適合用於將元件跟面板整合，但材質的差異，增加電路設計的難度。林信佑解釋，天線最在乎的就是阻抗匹配問題，匹配好壞會直接影響無線射頻訊號，包括走線線寬、線長、基板材質等因素，都會影響阻抗，ACF製程的線寬跟走線，跟傳統PCB設計阻抗不同，ACF本身特性與PCB亦有所差異，元太也必須跟隨天線特性做電路設計，雙方研發團隊正密切的合作想出解方。
瑞昱和元太合作的System on panel案雖尚在模擬階段，不過對於後續效益，雙方皆相當期待。林信佑表示，瑞昱在無線是台灣前三大IC設計廠，元太在電子紙是獨家，兩邊一起整合系統，後期對台灣產業幫助相信會很大。洪集茂也說，期望做系統整合跟優化後，將此經驗複製到其他智慧物聯網(AIoT)領域，「我們認為雲端綁硬體才能發揮台廠專長，產生應用，架構起台灣電子紙顯示領域特有的生態系！」
「我們希望結合台灣半導體的力量，在零售領域用台廠的IC，架構整個零售生態圈，」洪集茂表示，零售領域元太已經有一定的話語權，與瑞昱等廠商合作做系統整合與優化，希望藉此從IC和系統的角度，更全面的思考效能優化和最佳化，「電子紙應用領域多了顯示，架構跟一般物聯網(IoT)不同，一定可以再做雲到端的整合。」
瑞昱Ameba Wi-Fi產品結合元太的電子紙，開發出醫院病房門卡、床頭卡等應用。
(來源：瑞昱半導體)
除了System on panel的案子，瑞昱也提供Ameba Wi-Fi系列產品，結合元太電子紙開發醫院病房門卡、床頭卡的應用；支持Energy Harvesting技術的藍牙新應用，亦將協助電子紙從被動節能提升為主動節能。林信佑表示，電子紙是方興未艾的領域，ESL只是一個開始，未來如運輸物流、廣告看板或穿戴裝置等領域，都蘊藏無限可能性，將以無線連網技術MCU平台的提供者角色，協助電子紙產業鏈加速綠色轉型。
元太盼以核心技術力助產業鏈變綠
全球暖化增速，相較過往節能減碳僅是「加分題」，現在成為各產業都必須得做的「必考題」；這也代表電子紙產業鏈上演這波「綠色奇蹟」，還未走到完結篇。掌握材料、驅動IC、電子紙影像演算法、電子紙顯示器設計等核心技術的元太，將持續扮演關鍵推手，洪集茂形容，現在的元太在電子紙產業鏈，就宛如IC設計產業的矽智財(IP)大廠Arm，希望運用技術力，助產業鏈共同變綠，邁向智慧永續未來。
洪集茂也說，AIoT應用是架構在服務端，而要提供服務前，就要先看能否提供價值，這也是為何會提到雲端綁定硬體的想法，「台灣許多廠商專長在硬體，如何將硬體的場域知識在雲端產生價值，就是我們一直在思考的，尤其彩色電子紙技術發展愈趨成熟，一定有許多演算法能與雲端配合，產生『沒有你不行』的價值。面板業有不同的顯示技術，應該能找到我們適合的切入點，搭配系統整合做出更多應用。」
元太不只產品要變綠，自身也為了成為業界的「綠巨人浩克」而努力。承諾於2040年達成Net Zero與2030年RE100兩大目標的他們，去年宣佈提前達成RE20的里程碑，美國、日本東京及韓國首爾的辦公室，已率先達成RE100目標；去年年底，更入選為2022道瓊永續指數(DJSI)道瓊永續世界指數及新興市場指數兩大成分股。
元太在由內而外「變綠」道路穩健前行，現在更有越來越多同路人，與他們一同擘劃綠色願景。洪集茂表示，顯示器未來一定會更節能，元太做為領頭羊，除了完成該做的任務，也要不斷跟外界溝通，幫助整個產業共榮共好，而非獨善其身，「我們會在不同場域持續做這樣的事，需要大家跟我們一起讓產品越來越節能，在獲利跟節能減碳、ESG三者間達到平衡，對產業跟環境永續做出貢獻。」
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