发展20多年的电子纸(ePaper)显示技术，近年受惠数位转型及净零碳排两大趋势带动，重新摇身镁光灯焦点。这波电子纸的“绿色革命”未完待续，由电子纸大厂元太科技为号召，下一步他们将投入System on panel技术研发，推动电子纸货架标签(Electronic Shelf Labels，ESL)智慧化技术升级。
电子纸标签发展越来越蓬勃。
(来源：元太科技)
电子纸运用双稳态技术，仅更换画面时才会消耗电力，即便移除电源，也可以继续显示画面，常见的应用包括电子书阅读器、ESL等。近年技术持续突破，尤其是迈向彩色化，更进一步打开市场。市调单位TrendForce预估，去年全球电子纸市场规模约46.5亿美元，年增48.1%，预估到2026年，市场规模可望达到203.4亿美元，潜力强劲。
这门已存在多年的显示技术过去几年相较液晶显示屏(LCD)等等技术并非主流，之所以迎来大成长，数位转型和节能减排扮演两大关键引擎；尤其零售业的智慧转型潮更是一大主因。零售业智慧转型带动ESL需求大幅升温，BestBuy、Walmart等欧美大型零售卖场，都可见ESL的身影；从深耕电子纸产业数十年的电子纸龙头元太，去年营收创高，ESL营收占比首度超越电子书阅读器，更见ESL的热度。
ESL加上彩色电子纸刺激电子纸阅读器涌现换机潮，造就了电子纸产业迎接当前的荣景；元太业绩近年也乘勢而上，去年前三季累计税后纯收益新台币80.8亿元，每股纯益(EPS)7.08元双双改写历年新高。着眼产业界的“绿色革命”持续延烧，元太作为，如今正积极呼朋引伴，串联供应链布局技术升级，其中一个任务，就是要将「System on panel」的概念具体实现，推动ESL智慧化转型。
实现System on panel需三管齐下
“E Ink on every smart surface and make surface green，一直是我们的开发方向。”元太产品开发中心副总洪集茂表示，以前零售1.0时代，ESL只是秀价格，现在走到智慧零售，ESL的色彩也越来越缤纷，大家开始思考在卖场、无人商店等场域，ESL还能做什么，比如透过ESL整合感测器及摄影机，监控人流及顾客行为，搭配微控制器(MCU)做运算，将真正有价值的资料送上云端。
未来电子货架标签可望不再只有显示价格，而有能力实现更多元的智慧应用。
(来源：元太科技)
要维持电子纸原有的省电特性，又要智慧化，洪集茂指出，传统为消费性电子领域设计的系统整合方案，不一定适遇，因此他们才提出以电子纸显示器的角度，重新提出System on panel的构想。元太的System on panel方案，是在玻璃基板、软性基板上直接打造系统，从IC、面板及系统等三面向同时进行整合，以求减少制程、材料及产品体积，进一步降低污染。
多领域的整合，免不了来自更多方面的技术难题。洪集茂点出眼前的首要课题，包括驱动IC制程提升，高压制程融入MCU、无线射频、时序控制器(TCON)等IC的生产流程；为IC覆膜(IC Bonding)，面板模组制程得特别设计；走线阻值降减与天线整合；感测器内建背板等。涉及面向多，让他直言，“更智慧化要靠大家来做，单靠元太没办法。”
针对System on panel，元太则围绕彩色、低功耗及低成本等三技术主轴研发，洪集茂指出，当中包括跟晶圆代工厂沟通，开发合适制程；以系统整合降低印刷电路板(PCB)用量；使资料能直接传进驱动IC降低资料传输功耗；针对省电进行驱动架构优化，让影像从云端到边缘装置前，已针对效能优化重整；发展叠构整合提升亮度，降低前光用量，整合Gate IC到面板，让成本更有竞争力。
现在也越来越多IC、感测元件厂加入元太的伙伴行列，与元太讨论做更多的系统整合，网通IC厂瑞昱半导体(Realtek)即是其中一员。特别的是，过往瑞昱这类的IC设计厂，鲜少跟面板厂有直接合作的机会，大多透过系统整合厂间接合作，这次元太和瑞昱因System on panel建立连结，可说是一举打破长年以来存在的大墙。
瑞昱MCU平台助力电子纸绿色转型
元太跟瑞昱最早是在电子货架标签相关产品进行合作，瑞昱透过系统整合厂参与，提供超低功耗、支援蓝牙5.0的系统单晶片(SoC)RTL8762ESL及技术支援。这次的System on panel新案，瑞昱同样是供应低功耗蓝牙SoC，元太提供电子纸显示器相关技术的Know-how，产品行销处企划经理林信佑透露，深度合作是元太提出的构想，他们希望能把IC直接放在玻璃基板上。
导入瑞昱系统单晶片(SoC)RTL8762ESL的电子标签。
(来源：瑞昱半导体)
前述洪集茂所提IC Bonding制程、走线阻值降减与天线整合两大难题，瑞昱扮演他们最好的伙伴，尤其是IC Bonding制程，林信佑表示，“这是双方必须紧密讨论的部分。”他指出，目前评估的方案是异方性导电胶膜(Anisotropic Conductive Film，ACF)制程，该做法可把所有元件放在玻璃基板上，这对瑞昱来说是新尝试，元太则是要思考如何援引过往的整合经验，顺利将无线射频元件跟面板整合。
林信佑所提的ACF，是由Sony开发的一种材料，具备黏接、导电和绝缘等三大特性，垂直(Z轴)方向导通、水平(X、Y轴)方向绝缘的特点，可解决某些传统方式无法处理的细微导线连接问题，广泛用于IC与液晶显示器(LCD)、软性印刷电路板(FPC)与LCD、IC及Film间的Bonding，其中一种用途即为接合驱动IC和玻璃基板，应用领域包括LCD、OLED、电子书、触控萤幕等。
单看ACF的特性，确实适合用于将元件跟面板整合，但材质的差异，增加电路设计的难度。林信佑解释，天线最在乎的就是阻抗匹配问题，匹配好坏会直接影响无线射频讯号，包括走线线宽、线长、基板材质等因素，都会影响阻抗，ACF制程的线宽跟走线，跟传统PCB设计阻抗不同，ACF本身特性与PCB亦有所差异，元太也必须跟随天线特性做电路设计，双方研发团队正密切的合作想出解方。
瑞昱和元太合作的System on panel案虽尚在模拟阶段，不过对于后续效益，双方皆相当期待。林信佑表示，瑞昱在无线是台湾前三大IC设计厂，元太在电子纸是独家，两边一起整合系统，后期对台湾产业帮助相信会很大。洪集茂也说，期望做系统整合跟优化后，将此经验複制到其他智慧物联网(AIoT)领域，“我们认为云端绑硬体才能发挥台厂专长，产生应用，架构起台湾电子纸显示领域特有的生态系！”
“我们希望结合台湾半导体的力量，在零售领域用台厂的IC，架构整个零售生态圈，”洪集茂表示，零售领域元太已经有一定的话语权，与瑞昱等厂商合作做系统整合与优化，希望藉此从IC和系统的角度，更全面的思考效能优化和最佳化，“电子纸应用领域多了显示，架构跟一般物联网(IoT)不同，一定可以再做云到端的整合。”
瑞昱Ameba Wi-Fi产品结合元太的电子纸，开发出医院病房门卡、床头卡等应用。
(来源：瑞昱半导体)
除了System on panel的案子，瑞昱也提供Ameba Wi-Fi系列产品，结合元太电子纸开发医院病房门卡、床头卡的应用；支持Energy Harvesting技术的蓝牙新应用，亦将协助电子纸从被动节能提升为主动节能。林信佑表示，电子纸是方兴未艾的领域，ESL只是一个开始，未来如运输物流、广告看板或穿戴装置等领域，都蕴藏无限可能性，将以无线连网技术MCU平台的提供者角色，协助电子纸产业链加速绿色转型。
元太盼以核心技术力助产业链变绿
全球暖化增速，相较过往节能减碳仅是“加分题”，现在成为各产业都必须得做的“必考题”；这也代表电子纸产业链上演这波“绿色奇迹”，还未走到完结篇。掌握材料、驱动IC、电子纸影像演算法、电子纸显示器设计等核心技术的元太，将持续扮演关键推手，洪集茂形容，现在的元太在电子纸产业链，就宛如IC设计产业的硅智财(IP)大厂Arm，希望运用技术力，助产业链共同变绿，迈向智慧永续未来。
洪集茂也说，AIoT应用是架构在服务端，而要提供服务前，就要先看能否提供价值，这也是为何会提到云端绑定硬体的想法，“台湾许多厂商专长在硬体，如何将硬体的场域知识在云端产生价值，就是我们一直在思考的，尤其彩色电子纸技术发展愈趋成熟，一定有许多演算法能与云端配合，产生‘没有你不行’的价值。面板业有不同的显示技术，应该能找到我们适合的切入点，搭配系统整合做出更多应用。”
元太不只产品要变绿，自身也为了成为业界的“绿巨人浩克”而努力。承诺于2040年达成Net Zero与2030年RE100两大目标的他们，去年宣布提前达成RE20的里程碑，美国、日本东京及韩国首尔的办公室，已率先达成RE100目标；去年年底，更入选为2022道琼永续指数(DJSI)道琼永续世界指数及新兴市场指数两大成分股。
元太在由内而外“变绿”道路稳健前行，现在更有越来越多同路人，与他们一同擘划绿色愿景。洪集茂表示，显示器未来一定会更节能，元太做为领头羊，除了完成该做的任务，也要不断跟外界沟通，帮助整个产业共荣共好，而非独善其身，“我们会在不同场域持续做这样的事，需要大家跟我们一起让产品越来越节能，在获利跟节能减碳、ESG三者间达到平衡，对产业跟环境永续做出贡献。”
来源：einkcn
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