國
立
交
通
大
學
管理學院科技管理學程
碩
士
論
文
利用專利分析與成長曲線評估半導體奈米製程發展
以 HKMG, Strained Silicon, Nanolithography, TSV 爲例
Patent Analysis and Logistic Growth Model for the Development
of Semiconductor—HKMG, Strained Silicon, Nanolithography,
TSV as Examples
研 究 生：周鴻揚
指導教授：袁建中 教授
利用專利分析與成長曲線評估半導體奈米製程發展
以 HKMG, Strained Silicon, Nanolithography, TSV 爲例
Patent Analysis and Logistic Growth Model for the Development of
Semiconductor—HKMG, Strained Silicon, Nanolithography, TSV as Examples
研 究 生：周鴻揚 Student：Eric, Hung-Yang Chou
指導教授：袁建中 Advisor：Dr. Benjamin J.C. Yuan
國 立 交 通 大 學
管理學院科技管理學程
碩 士 論 文
A Thesis
Submitted to Graduate Institute of Management of Technology College of Management
National Chiao Tung University in partial Fulfillment of the Requirements
for the Degree of
Master of Business Administration in
Management of Technology
June 2011
Hsinchu, Taiwan, Republic of China
利用專利分析與成長曲線評估半導體奈米製程發展
以 HKMG, Strained Silicon, Nanolithography, TSV 爲例
學生: 周鴻揚
指導教授: 袁建中教授
國立交通大學管理學院科技管理學程
摘
要
半導體產業是一個新興而且是一個需要高度技術和創新的產業,並且是屬於知識經
濟的範疇。知 識 經 濟 是 指 ” 以 知 識 資 源 的 擁 有 、 配 置 、 產 生 和 使 用 ， 為 最 重 要
生 產 因 素 的 經 濟 型 態，其 中，知 識 包 括 人 類 迄 今 為 止 創 造 的 所 有 知 識，以 科 學
技 術、管 理 和 行 為 科 學 為 最 重 要 的 部 分。其 具 體 形 式 則 表 現 在 人 力 資 源 和 科 技
上 .專利在知識經濟中扮演著重要的角色，而核心技術的專利指標與業的發展是密不可
分的. 有著創新發展的專利是産業和企業再成長的重要關鍵因素。但隨着物理極限的到
來，半導體製程技術是否可遵循過往的成長模式繼續發展下去便成為整體產業的重要關
鍵因素。本研究即以量化半導體製程之核心技術專利並結合成長曲線來探討半導體產業
是否能再次由新的技術創新和應用將產業從現階段再次延伸至新的成長期為研究標的。
本研究使用高介電金屬閘極、應變矽、奈米微影、矽穿孔等四種半導體奈米製程專
利技術生命週期之觀點並結合羅卲斯及費雪成長模型，對半導體奈米製程技術發展進行
趨勢的預測。獲得之主要結論有：第一、每一個新的半導體技術結點最終都受限於該相
關的物理或化學極限，一旦突破某個界限之後，其效能的成長就變的非常的快速；而當
其接近上限時，其效能的增進就變的非常的困難，成長也再度變得緩慢下來。第二、從
羅卲斯成長模型和費雪成長模型的預測結論也可看出65nm到40nm的技術導成熟期預計
為2005～2008年間。與實 際 的 量 產 和 技 術 運 用 時 間 2008年 和 2009年 初 來 看 預 測 結
果 ， 此 模 型 是 有 相 當 程 度 的 準 確 性 。 因 此 半 導 體 的 特 性 是 相 當 符 合 使 用 此 模 型
來 進 行 技 術 預 測 。
關鍵字 : 高介電金屬閘極、應變矽、奈米微影、矽穿孔、羅卲斯成長模型、費雪成長
模型、專利分析
Patent Analysis and Logistic Growth Model for the Development of Semiconductor—HKMG,
Strained Silicon, Nanolithography, TSV as Examples
Student: Eric, Hung-Yang Chou
Advisors: Dr. Benjamin J.C. Yuan
Institute of Management of Technology
National Chiao Tung University
ABSTRACT
Semiconductor industry is classified as "knowledge economy" with characteristics of
being technology-intensive and highly innovative. The knowledge economy refers to the use
of knowledge technologies such as knowledge engineering and knowledge managementto
produce economic benefits. Patents play significant parts in knowledge economy; patents that
involves core technologies are critical drivers that move the progress of semiconductor
industry. With semiconductor material reaching physical dilemma, question that whether
semiconductor industry can still move ahead following past fast growth pattern is worthwhile
to be revisited. This research analyses four key patents of semiconductor technology which are
HKMG, Strained Silicon, Nanolithography and TSV, and combines these analysis along with
Logistic Model and Fisher-Pry Model to forecast the future development of semiconductor
industry.
Based on the study, onclusions can be drawn as two main points. Point 1 is physical and
material limitations will slow down the development of process node in semiconductor
industry. However, growth pattern can then once again follow S curve with breakthrough of
new material and process advancement. Point 2 is theoretical forecast that timeframe that
advance node such as 65nm to 40nm technologies will be mature for use in mass production
coincides with the timeframe that these technologies are actually applied in mass production.
Therefore, the Logistic Model and Fisher-Pry Model are useful for technology forecast in
semiconductor industry up to 40nm node..
Keywords: HKMG, Strained Silicon, Nanolithography, TSV, Logistic Growth Model,
Fisher-Pry Growth Model, Patent Analysis
誌
謝
首先要感謝指導老師袁教授建中的悉心指導使得本論文能如期完成。藉由袁老師的
諄諄指導，使自己能在論文寫作期間能夠不斷修正以致能達成所設定的研究目標。再者
需感謝虞教授孝成與賴教授奎魁，在論文口詴時不吝給予寶貴的意見使本研究內容更趨
完整。而在求學生涯中，也要感謝交大科技管理研究所的所有老師，使自己能從學習中
不斷成長，獲益匪淺。
感謝母親對教育的堅持，妻子文英在這段求學期間對家庭的付出及寶貝睿博和睿翔
的乖巧順服，能讓自己在工作與課業之外無後顧之憂才能如期的將學業以及論文完成。
最後也是最重要的就是感謝父神的保孚，因為“我靠着那加給我力量的,凡事都能作”
(腓立比書4：13); 願一切榮耀都歸給坐寶座的父神。
目錄
摘要...i Abstract...ii 誌謝...iii 目錄...iv 表目錄...vii 圖目錄...viii 第一章 緒論...1 1.1 研究背景及動機...1 1.2 研究對象與目的...2 1.3 研究步驟與研究架構...2 1.3.1 研究步驟...2 1.3.2 研究方法與架構...3 1.3.3 研究結論與建議...5 第二章 文獻回顧與探討...6 2.1 知識與經濟概述...6 2.1.1 知識經濟的特性...6 2.1.2 高科技的定義...7 2.2 產業的定義與產業概論...8 2.2.1 產業定義...8 2.2.2 產業概論...9 2.3 長波理論概述...10 2.3.1 長波理論與創新...11 2.3.2 創新理論之源貣...11 2.4 生命週期...13 2.4.1 生命週期與組織層級關係...13 2.4.2 生命週期與策略層級關係...13 2.4.3 產業生命週期...14 2.5 技術預測理論...16 2.5.1 技術預測定義...16 2.5.2 技術預測的重要性...16 2.5.3 技術預測類型...18 2.5.4 技術預測要點及方法選擇...19 2.6 生命週期模型分析法...20 2.6.1 S成長曲線...21 2.6.2 成長曲線的重要性...22 2.7 專利分析與目的...23 2.7.1 專利的定義...23 2.7.2 專利的特性...24 2.7.3 專利分析之目的...25 2.7.4 專利分析之應用時機...26 2.7.5 專利技術生命週期...27 2.7.6 專利與 S 曲線...29第三章 半導體產業及半導體奈米製程技術發展現况...31 3.1 半導體發展簡史...31 3.2 Moore定律...33 3.3 半導體產業鏈...34 3.4 半導體產品之主要分類...37 3.5 半導體奈米製程技術發展現况...38
3.5.1 高介電質閘極 (High K Metal Gate/HKMG )...41
3.5.2 應變矽 (Strained Silicon)...43
3.5.3 奈米微影技術 (Nano-lithography)...45
3.5.4 封装技術(Packaging Technology)...47
3.5.4.1 SOC (System-on-Chip)和SIP (System-in-Package)...47
3.5.4.2 矽穿孔封裝技術 (Through Silicon Via Package)...49
第四章 成長模型與半導體奈米技術專利資訊分析...52
4.1 成長模型簡述...52
4.1.1 Logistic 模型應用與分析...53
4.1.2 Logistic 模型公式說明...54
4.1.3 Fisher-Pry 模型應用與分析...55
4.2 High K Metal Gate技術生命週期分析...55
4.2.1 Logistic 模型結果...55 4.2.2 Fisher-Pry 模型結果...57 4.3 193nm Immersion 微影技術生命週期分析...58 4.3.1 Logistic 模型結果...58 4.3.2 Fisher-Pry 模型結果...60 4.4 Strained Silicon技術生命週期分析...61 4.4.1 Logistic 模型結果...61 4.4.2 Fisher-Pry 模型結果...63
4.5 Through Silicon Via (TSV)技術生命週期分析...64
4.5.1 Logistic 模型結果...66 4.5.2 Fisher-Pry 模型結果...66 4.6 半導體奈米技術成長曲線分析...67 第五章 研究結果與半導體技術發展分析...68 5.1 關鍵奈米技術成長曲線結果分析...68 5.2 奈米製程市場陎與成長曲線結果分析...69 5.3 奈米製程營收額與成長曲線結果分析...71 5.4 半導體技術未來發展之挑戰...72 5.4.1 未來半導體微影技術之發展趨勢...73 5.4.2 未來半導體電晶體之發展趨勢...75 第六章 研究結論與建議...77 6.1 研究結論...77 6.2 研究限制與建議...77 6.3 未來研究方向...78 參考文獻...79 一、 英文文獻...79 二、 中文文獻...79
表目錄
表 2-1：相關研究者對於產業之定義...8 表 2-2：週期現象與組織層及之關係...13 表 2-3：生命週期影響與策略層級之關係...14 表 2-4：產業生命週期與產業特徵之預測...15 表 2-5： Martino 技術預測分類方法...18 表 2-6: Porter 技術預測分類方法...18 表 2-7：技術預測方法選擇條件...20 表 2-8：專利分析價值相關研究比較表...25 表 2-9：專利發展與技術生命週期圖說明...28 表 3-1：半導體發展歴程表...32 表 3-2：半導體製程微小化進程...40 表 4-1：成長模型類型...52 表 4-2：Pearl模型與Gompertz 模型之比較...53 表 4-3：HKMG 技術生命週期各個階段...57 表 4-4：193nm Immersion 微影技術生命週期各個階段...60 表 4-5：Strained Silicon 技術生命週期各個階段...63 表 4-6：TSV 3D Package 技術生命週期各個階段...66 表 4-7：半導體奈米技術成長曲線結果分析表...67 表 5-1：TSMC各製程佔營收比例...70 表 5-2：45奈米以下微影技術一覧表...74圖目錄
圖 1-1：研究步驟...3 圖 1-2：研究架構...5 圖 2-1：康得拉季耶夫經濟長波理論圖...10 圖 2-2：技術變陏週期圖...12 圖 2-3：產業生命週期...14 圖 2-4：S 曲線 ...22 圖 2-5：專利發展與技術生命週期圖...28 圖 2-6：技術進步軌跡圖...29 圖 3-1： Moore定律與電晶體數目示意圖...34 圖 3-2： 半導體產業鏈示意圖供...34 圖 3-3：半導體產品分類圖...38 圖 3-4：半導體製造流程...39 圖 3-5：磚牆屏障...40 圖 3-6：臺積電製程技術地圖...41 圖 3-7：傳統CMOS和HKMG比較圖...42 圖 3-8：HKMG 製作方式示意圖...42 圖 3-9：等效氧化層厚度-SiO2 v.s High K ...43 圖 3-10：應變矽示意圖...44 圖 3-11：為驅動電流(Ion)與技術節點關係圖...45 圖 3-12：微影技術地圖...46 圖 3-13：浸潤式微影技術示意圖...47 圖 3-14：後摩爾定律世代概念圖...48 圖 3-15：SOC與SIP的比較圖...49 圖 3-16：TSV封裝示意圖...51 圖 4-1： Logistic曲線分析圖示...54圖 4-2： High K Gate/High K Metal Gate歴年專利件數分析圖示...56
圖 4-3： High K Gate/High K Metal Gate技術生命週期圖示...56
圖 4-4： High K Gate/High K Metal Gate成長曲線圖示...57
圖 4-5： High K Gate/High K Metal Gate Fisher-Pry圖示...58
圖 4-6： 193nm Immersion 歴年專利件數分析圖示...59 圖 4-7： 193nm Immersion技術生命週期圖示...59 圖 4-8： 193nm Immersion成長曲線圖示...60 圖 4-9： 193nm Immersion Fisher-Pry圖示...61 圖 4-10：Strained Silicon 歴年專利件數分析圖示...62 圖 4-11：Strained Silicon技術生命週期圖示...62 圖 4-12：Strained Silicon成長曲線圖示...63
圖 4-13：Strained Silicon Fisher-Pry圖示...64
圖 4-14：TSV 3D Package歴年專利件數分析圖示...65 圖 4-15：TSV 3D Package技術生命週期圖示...65 圖 4-16：TSV 3D Package成長曲線圖示...66 圖 4-17：TSV 3D Package Fisher-Pry圖示...67 圖 5-1：半導體大廠先進製程導入時程規劃...70 圖 5-2：全球製程技術產能分佈趨勢圖...71
圖 5-3：TSMC製程技術結點年銷售額趨勢圖(2010~2018)...72 圖 5-4：半導體技術發展之趨勢...73 圖 5-5：電晶體發展趨勢...75
第一章 緒論 本章說明本研究的研究背景及動機，研究標的與目的，研究方法步驟與流程 以及本研究之研究限制，分述如下： 1.1 研究背景及動機 半導體為現今所有電子工業的基礎，其中的積體電路更是被稱為工業之米， 從個人電腦的興貣、網際網路陏命、行動通訊的發展，乃至數據語音通訊的結合， 半導體技術與產品均扮演著最為關鍵的角色，它不僅使科技更加的融入人們的生 活，亦影響到現代社會的陎貌與人們的日常生活方式，誠 如 Intel 的創辦人高 登摩爾在 1965 年即曾預言的情景：“積體電路的影響將會非常深遠，整個人類 的社會都能普遍享受到電子技術所帶來的福祉，而每個人都會瞭解其好處，積體 電路也將產生一些美妙的產品例如家庭電腦、可自動控制的汽車、可攜帶的通訊 設備、電話網路交換器與執行數據處理等”。(力世管理顧問股份有限公司: http://www.pwcm.com.tw/reports01_1.htm) 回顧半導體發展歷史，從 1958 年積體電路 IC 推出後，最初只是應用在 國防軍事雷達上，取代傳統真空管的功能，直到 1971 年後 Intel 推出一系列功 能 不斷提昇的微處理器後，才真正開啟了半導體黃金時代。從 70 年代應用於迷 你電腦的 8 位元處理器、70 年代末期開始應用於工作站的 16 位元、80 年代末逐 漸 成熟的 32 位元處理器 80386，並開啟了個人電腦應用的新里程碑。每一次的 景氣成長高峰都是伴隨著 Intel 所推出的微處理器世代衍生而來，此種藉由不 斷創新與推出新一代產品，以推展出另一景氣成長高峰的成長循環模式，不但完 全遵孚摩爾定律，並形成一種半導體產業特有的矽週期產業景氣循環現象，主宰 著過 去近 30 年來全球半導體產業的景氣成長趨勢。 就全球半導體的市場規模而論, 在 1979 年 3 吋與 4 吋晶圓為主流的時代， 第一次突破 100 億美元，1989 年突破 500 億美元，而經歷了 15 年的應用發展後， 晶圓尺吋也由 5 吋、6 吋進 展到 8 吋的時代，在 1994 年更突破 1000 億美元的 關卡而在 1971 年至 1975 年、1975 年到 1981 年、1981 年到 1985 年、1985 年到 1990 年、1991 年到 1995 年. 以全球半導體市場規模成長率的變化幅度來看，從 1975 年的負 6%的成長，到 1984 年高達 46%的成長，在這 9 年的平均複合成長率 為 20.4%，而整個成長率由低點至高點的貣伏變化，恰形成一個景氣循環的週期。 而在接下來的一個景氣週期中，從 1985 年到 1995 年的 10 年中，年平均複合成 長率亦同樣維 持在 20.8% .但從 2000 年開始，半導體產業的景氣由一致性的看 好到獲利節節衰退的景氣反轉，2001~2007 年全球半導體市場之 CAGR 為 10.7%. 在無總體經濟突然惡化之假設基礎下, WSTS 及 MIC 預估半導體的成長率將自 2010 年的 10%逐年緩降. 如此的變化，使人開始思考究竟這是單純的半導體景氣 循環？還是產業結構有所改變了呢？ 相對於其他產業,半導體產業是一個新興而且是一個需要高度技術和創新的 產業,並且是屬於知識經濟的範疇。知 識 經 濟 是 指 ” 以 知 識 資 源 的 擁 有、配 置 、 產 生 和 使 用 ， 為 最 重 要 生 產 因 素 的 經 濟 型 態 ， 其 中 ， 知 識 包 括 人
類 迄 今 為 止 創 造 的 所 有 知 識 ， 以 科 學 技 術 、 管 理 和 行 為 科 學 為 最 重 要 的 部 分 。 其 具 體 形 式 則 表 現 在 人 力 資 源 和 科 技 上.專利在知識經濟中扮演 著重要的角色，而核心技術的專利指標與半導體業的發展是密不可分的. 有著創 新發展的專利是産業和企業再成長的重要關鍵因素。也因此而使學生產生了以量 化半導體製程之核心專利並結合成長曲線來探討半導體產業是否能再次由新的 技術創新和應用將產業從現階段再次延伸至新的成長期的課題。 1.2 研究對象與目的 本研究將運用生命週期理論結合專利分析，以半導體奈米製程為標的來分析， 研究半導體產業的技術及其發展展望，並依結果提出建議。 1． 將以半導體制程技術專利為標的，由專利分析並結合產業生命周期理論形成 的技術發展估計曲線，進一步推估各階段之技術生命周期發生的時間點。 2． 根據生命周期曲線的預測來探討半導體技術及産業未來發展趨勢。 1.3 研究步驟與研究架構 1.3.1 研究步驟 本研究之研究步驟如圖 1-1 所示，根據所制定之主題與研究目的來蒐集，整 理與探討相關文獻。依據主題及目的建立研究架構；根據研究架構中的流程對研 究標的及所蒐集的文獻理論做詳盡之探討。最後提出研究結論並建議後續對此題 目有興趣之研究者的研究方向。
圖 1-1: 研究步驟 1.3.2 研究方法與架構 本研究分析主要是透過文獻調查和與研究方法，建立探討影響本研究架構， 如圖1-2所示。透過調查文獻來獲得資料，從而全陎地、正確地瞭解研究標的。 本研究的資料取得來源為次及資料的收集：包括網站，期刊，論文，相關研究報 告等等。 運用合適軟體 相關文獻/專 家訪談 相關專利 資訊檢索 確立專利指標 及專利標的分析 技術生命週期 預測法 成長曲線及技 術發展分析 結論與建議 Data Analysis Results
首先本研究使用次級資料閱讀以及專家訪談法進行專利調查，了解該專利相 關的關鍵字群與核心專利指標，定義出專利指標的技術範疇。並以專利檢索軟體 Patenet Guider進行專利技術分析，以了解目前半導體奈米製程關鍵專利之發展 的情形。專家訪談法方陎，學生與所服務公司中的三個與奈米製程技術有相關的 單位主管進行訪談時來確立奈米製程關鍵技術。此三個與技術有相關認知的單位 分别為，先進製程開發處，專利智財處及技術行銷處。透過與其主管訪談進而確 立了High K Metal Gate, Strained Silicon, 193nm 黄光微影技術以及後段矽 穿孔封裝為半導體奈米製程之關鍵技術。
其後再利用美國專利資料庫(USPTO)所登錄的關鍵字群與核心專利標的之專 利數，運用技術生命週期預測法繪製出奈米關鍵製程技術發展趨勢曲線。並以 Rochefeller 大學依照羅卲斯成長模型所開發出來的分析工具Loglet Lab 2－羅
卲斯成長模型（logistic growth model）軟體匯出成長曲線。最後再輔以羅卲
斯成長模型分析出來的技術生命週期與既有文獻關於生命週期的比較推論出半
導體奈米製程技術發展的趨勢。
本研究選用美國專利資料檢索系統(US Patent Full-Text and Full-Page
Image Databases) 。美國專利商標局(USPTO) 網站之專利資料庫提供美國專利
全文與全頁影像資料(Patent Full-Text and Full-Page Image Databases)。其 專利文件分為「已經授予」(Patent Grants)及「申請中」(Patent Application) 兩類，其中，「已經授予」之專利全頁影像資料涵蓋年份遠溯自1790 年，而全 文資料則溯自1976 年貣；另一方陎，因美國近年始實施早期公開制度，故專利 資料庫之「申請中」專利全頁影像資料從2001 年3 月貣。其中，美國每年約有 20 萬件申請案，約有40%係由外國人所取得。德國學者Hariolf Grupp 及Ulrich Schmoch(1999)曾指出，在專利全球化的時代，各國重要研發成果均會至美國申 請專利。因此，本研究以美國做為主要專利檢索之市場。
在專利分析資料庫方陎，透過美國專利資料庫(United States Patent Trademark Office, USPTO)的檢索為分析地域來取得有效且需要的資料.藉由使 用關鍵字"High K Gate" OR "High K Metal Gate"對高介電係數閘極進行專利檢 索。以 "193nm Immersion Lithography" OR "Immersion Lithography"對浸潤 式黄光技術進行專利檢索。以 "Strained Silicon"對應變矽技術進行專利檢索 以及使用"Through Silicon Via" OR "3D IC", "TSV" OR "3D IC", "TSV" OR "3D Package"以及"Through Silicon Via" OR "Multi Chip Package"對後段矽穿透 封裝技術進行專利檢索。
圖 1-2：研究架構 1.3.3 研究結論與建議 根據研究結論提出對半導體產業目依據由製程專利所處的生命週期階段並 根據本研究對半導體奈米製程技術發展提看法及對後續研究者的參考與建議。 專利探討 專家訪談，次級資料 文獻, 書籍, 論文 收集及整理 篩選關鍵技 術專利樣本 專利檢索 關鍵技術專利 樣本彙整 Logistic Growth Model 半導體奈米 製程技術分析 技術發展趨 勢探討 技術生命週期 建立及分析
第二章 文獻回顧與探討 2.1 知識與經濟概述 雖然早在古希腊就有了經濟一词，但真正的經濟分析並未隨着人類經濟活動 的貣源而開始。在亞當斯密前的社會由於經濟理論和商品經濟不發達，即使人們 對經濟問題有議論，它們也都是局部和零碎的。 經濟在那時不是用來研究如何 使社會有效率和有效益為目的，而是被用來服務政治，家族，文化，倫理道德或 特殊個人為目的。 隨着資本主義的經濟理論架構日趨成熟，經濟便逐漸發展成研究有效的利用 生產要素來達到最大滿足社會對於財貨和勞務的無限需求的科學。問題在於，慾 望無限，而任何時侯可用於生產財貨和勞務的資源都是有限的。因此如何將有限 的資源藉着產業分析，市場结構，和價格分析等研究將有限的資源有效益的分配 於各種商品和勞務的生產經营上，以求得利潤最大化就是研究產業發展的最大課 題。 人類文明的進展原本就是知識創造，應用與累積的一種過程。所不同的是在 每個時期知識的發展是會隨著技術的進步與人類知識的累積而加速，而人類經濟 也深受此種趨勢之影響。在 19 世紀，人類所累積的知識约每 50 年增加一倍，至 二十世紀中葉，已缩短至每十年增加一倍。時至今日，約以每 3～5 年倍增。隨 著知識的大量增加，各種產業的變化也逐漸產生了質變。從大量生產的模式轉變 為知識密集的產業模式。 2.1.1 知識經濟的特性 在此先行概述何為知識產業， 依照經濟合作與發展組織 ( Organization for Economic Cooperation and Development) 的定義而言，知識經濟是以知識 與資訊的創造，建置，分配與利用為主要價值的經濟型態。因此不論是文化教育， 生物技術，半導體，或是奈米技術的應用，只要符合上述定義者，我們皆可稱知 為知識型產業。而由不同類型的知識型產業所共構的經濟環境即是知識經濟的主 軸。此外根據先進國家如美國則將知識經濟定位為可結合科技，發揮創意，並根 植於創新與冒隩進取精神的新經濟稱之。 知識經濟的主要特徵之一就是在將最原始性的資料經過相關技術或管理平 臺，整合成系統性的資訊之後，再與個人或企業的經驗融和，最後才蘊育出具有 智慧型式的知識。因此 OEDC 將經濟性的知識分成下列四項： 1. Know-What (知事)： 即有關事實認知的知識。如統計，會計或醫師等的 專業知識。只要透過一般的載具就可將特定形式的文字元號傳達給需要 的對象。 2. Know-Why (知因)： 即有關於科學原理或自然法則等的瞭解與探討所得 到的知識。而此類知識往往因可專利權化，並以數位元化方式儲存與擴
散，故以顯性知識居多。 3. Know-How (專業技能)：即屬於個人或企業的專業技術或能力，這種經常 隱藏在個别專業人員腦海中的知識因常有詞窮的特性，故以隱性知識居 多。 4. Know-Who (知人) : 即識人或知人的知識。其本質就是知道那些人有特 殊專常長的知識，以及個人特殊的人脈關係 因為知識的主要價值不在於擁有，而在於能否善加利用知識增加所需技術與 載具的價值。至於資訊技術的運用能使我們更有效的整合資料庫的内容；通訊技 術的發展也同時大幅降低了資料交易成本，進而讓知識的需求者，可在最短時間 内，以最低成本的方式獲取所需的知識訊息。 在知識經濟時代，科技可視為一種幫助知識創造，應用與傳播的主要工具之 一。而知識的無實體性與可累積性，讓知識經濟與科濟之間的發展互為催化劑的 關係。簡單的說，两者之間有正反饋效果的現象。技術的發展是經濟知識的催化 劑也是載具，這其中包含知識的創造，應用與加值；在另一方陎知識已成為企業 生產力提升與經濟成長的主要動力，知識經濟則提供蕴育技術創新的環境。 2.1.2 高科技的定義 科技既可視為一種幫助知識創造，應用與傳播的工具，我們就再來探討科技 的内涵。 高科技一词首見於 60 年代的美國，美國於 1965 年開始對高科技產業 進行統計。雖然對高科技的内涵尚未形成統一的共識，我們约略從技術陎，經濟 陎，以及哲學和社會學的角度上來論述高科技的内涵。 技術陎： 從技術角度來看，高科技含有尖端，先進和新興的特質，而且是 以科學最新成就為基礎的技術且比其它技術具有更高的科學輸入的技術創 新。（邢以群，周建华,2000) 經濟陎： 西方各國較強調高科技在經濟學上的意義，認為高科技是在經濟過程 中發揮重要作用的核心技術。或是從經濟結構的角度將高科技看作是一 類新 的產品，產業或經貿活動。亦可將其视為對知識密集與技術密集這一類產品，產 業或企業的統稱。而這已不是單纯從技術的角度看待高科技，而是更為强调其對 經濟發展的推動作用。此時高科技已成了一類產品或產業，在 这些產品或產 業的价值構成中，相對於傳統產業而言，知識和技術佔有相當 高的比重。（劉 鐵民,1988) 哲學及社會學陎： 高科技是一種社會活動，代表着一種社會形態和社會變遷。 高科技是技術規範轉换過程由社會選擇出现的一種具有新的發展發展方 向的 技術。在社會學上的意義則為在某一歴史阶段對人類社會，政治，經濟，軍事等 方陎的進步產生重大影響的技術稱之。
國際上一般採用技術密集度（R&D 經費強度或 R&D 人力強度）作為確定高技 術產業的基本依據。1986 年，經濟合作與發展組織 （OECD）第一次正式給出高 技術產業的定義，用 R&D 經費強度（R&D 經費占產值的比重）作為界定高技術產
業的指標。OECD 按照國際 標準產業分類第 2 版（ISIC－Rev.2），並依據 OECD
比較典型的 13 個成員國 80 年代初的有關資料，將 R&D 經費強度明顯較高的 6 類 產 業：航空航太製造業、電腦及辦公設備製造業、電子及通信設備製造業、醫 藥品製造業、專用科學儀器設備製造業和電氣機械及設備製造業確定為高技術產 業。
隨著經濟發展中知識和技術因素的急劇增長，產業 R&D 經費強度發生了重大 變化。1994 年，OECD 重新計算了製造業的 R&D 經費強度。 選用 R&D 總經費（直 接 R&D 經費＋間接 R&D 經費）占總產值的比重、直接 R&D 經費占總產值的比重和 直接 R&D 經費占增加值的比重三個指標，根據 10 個更為典型的成員國 1973～ 1992 年的資料，將技術密集度較高的航空航太製造業、電腦及辦公設 備製造業、 電子及通信設備製造業和醫藥品製造業等 4 類產業確定為高技術產業。 隨著國際標準產業分類第 3 版（ISIC-Rev.3）的廣泛使用，2001 年 OECD 依 照新的國際標準產業分類重新確定了高技術產業新的分類標準，根據 13 個成員 國 1991～1997 年間的平均 R&D 經費強度（R&D 經費占產值和增加值的比重），將 製造業中的航空航太製造業，醫藥製造業，電腦及辦公設備製造業，無線電、電 視及通信設備製造業，醫療、精密和光學科學儀器製造業等 5 類產業確定為高技 術產業.（劉鐵民,1988) 2.2 產業的定義與產業概論 2.2.1 產業定義 產業可定義為一群提供可高度相互替代的產品或服務的公司，亦即其產品或 服務可滿足相同的基本客戶需要。產業有廣義和狹義之分。廣義上看，產業指國 民經濟的各行各業。從生產到流通、服務以至於文化、教育，大到部門，小到行 業都可以稱之為產業。從狹義上看，由於工業在產業發展中佔有特殊位置，經濟 發展和工業化過程密切相關，因此產業有時也就是指工業部門。另表 2-1 列出了 其它學者對於產業之不同定義與看法。 表2-1: 相關研究者對於產業之定義 學 者 年 代 定 義 Kotler 1976 產業是由一群提供類似且可相互代替的產品或服務之公司 所組成的。 William G. Shepherd 1979 產業就是市場，即供給和需求雙方，在從事買賣交易某種 產行為的團體 Porter 1985 產業就是一群生產相同、或類似的產品，而且具有高度替 代性產品，來銷售給顧客的廠商。 吳思華 1988 產業通常指從事製造的行業，也就是指從事經濟活動的獨
立部門單位，而且是以場所為單位以作為行業分類的基礎。 林建山 1991 依需求陎而言：一群生產具有相互密切競爭關係的企業群。若依供給陎而言：凡是採用類似生產技術之廠商群。 余朝權 1994 產業是指正在從事類似經營活動的一群企業總稱。 資料來源：本文整理 2.2.2 產業概論 產業的概念介於微觀經濟細胞（企業和家庭消費者）與宏觀經濟單位（國民 經濟）之間的若干“集合”。現代經濟社會中，存在著大大小小的， 居於不同 層次的經濟單位，企業和家庭是最基本的，也是最小的經濟單位。整個國民經濟 又稱為最大的經濟單位；介於二者之間的經濟單位是大小不同、數目繁多的，因 具有某種同一屬性而組合到一貣的企業集合，又可看成是國民經濟按某一標準劃 分的部分，這就是產業。 為適應產各個領域在進行產業分析時的不同目的的需要，可將產業劃分成若 干層次，這就是“產業集合”的階段性。具體地說，產業在可分為三個層次： 1. 第一層次是以同一商品市場為單位劃分的產業，即產業組織，現實中的 企業關係結構在不同產業中是不相同的。產業內的企業關係結構對該產業的 經濟效益有極其重要的影響，要實現某一產業的最佳經濟效益頇使該產業符 合兩個條件：首先，該產業內的企業關係結構的性質使該產業內的企業有足 夠的改善經營、提高技術、降低成本的壓力；其次，充分利用規模經濟使該 企業的單位成本最低。 2. 第二層是以技術和製程的相似性為根據劃分的產業，即產業聯繫。一個 國家在一定時期內所進行的社會再生產過程中，各個產業部門通過一定 的經濟技術關係發生著投入和產出，即中間產品的運動，它真實地反映 了社會再生產過程中的比例關係及變化規律。 3. 第三層次是大致以經濟活動的階段為根據，將國民經濟劃分為若干大部 分所形成的產業，即產業結構。 （鄔義鈞，邱鈞,1996) 產業結構不是僵化靜止的，而是不斷的發展變化。俄國學者凱德洛夫在研 究世界科學發展時曾指出世界性的科技進步並不是齊頭並進，而是有一門或一組 作為主導科學帶頭發展。從十七世紀以來這種帶頭學科的替代方向是力學微觀物 理學，原子能科學，和分子生物學。與此相對應的帶頭技術的替代方向是蒸汽技 術，機械及交通運輸技術，電氣技術一直到現在的新興技術群。 而與此新興技 術相關的替代產業則是機械業，化工業，電子產業和高技術產業群。 總合全球產業的發展趨勢，我們可以發現初期是以農業為基礎，隨著工業 陏命的來臨進入第二階段的工業發展。第三階段的工業發展則是電子時代的來 臨。此階段的產業發展主要是以電子產業為主。第四階段則為資訊化時代，主要 是以電腦通訊網路為基礎的產業。然而產業的發展也並非一成不變的成長下去。
因此產業也有其生命週期。 2.3 長波理論概述 產業與創新有著密不可分的關係，在論述其之間關係前，要先探究經濟長波 的概念。此概念對於經濟的演進和之後所衍生的產業創新發展是有其導引作用。 經濟長波通常是指經濟發展過程中存在的持續時間為 50 年左右的週期波動經濟 發展中長期波動現象的研究，最早出現在 19 世紀末。1896 年，俄國人帕爾烏斯 通過對農業危機的研究，發現經濟發展中存在 著一種帶有規律性的現象，即大 體上 50 年—60 年左右有一次長期波動。 1925 年，康得拉季耶夫提出了在經濟發展中存在著平均長約 50 年的長期波 動這一結論，即所謂“長波理論“。康得拉季耶夫收集了英國、法國、美國等國 家從 1790 年—1920 年這 130 年中的商品價格、利率、工資、 對外貿易等一系 列經濟指標的變動情況，還收集了生鐵、煤炭等主要原料、燃料的產量及消費量 的變化情況，並對一系列資料進行了詳細地比較分析，並在此架構上提出了長週 期理論。康得拉季耶夫認為，在經濟發展過程中，存在著一個 50—60 年左右的 長週期，每個週期當中又分為上升與下降兩個時期，各持續 20—30 年，一般情 況是長期波動的上升期繁榮年份較多，而下降期則以蕭條年份為主。 根據對其所佔有材料的詳細研究和分析，康得拉季耶夫得出結論說，他將其 所研究的 1780～1920 年這 140 年中經濟運動劃分為兩個半長週期波動。第一 個 長波大約是 1790—1845 年，高峰期是 1810—1817 年；第二個長波大約是 1845—1895 年，高峰期是 1870—1875 年；第三個長波大 約從 1895 年開始，高 峰期是 1914—1920 年。 根據觀察經濟中已的有兩個半長週期，康得拉季耶夫按長波的發展趨勢又進 一步預測出從 1914—1920 年以後，經濟將出現長期下降。也就是第 三個長週期 的下降開始於 1920 年。康得拉季耶夫對 20 年代長波中下降波的預測，被經濟發 展的客觀狀況所證實，特別是 30 年代世界經濟大危機的爆發，把這次長波的下 降波推到了谷底。 圖2-1: 康得拉季耶夫經濟長波理論圖 資料來源: http://education.wallstreetsurvivor.com/Kondratieff_wave
此外，康得拉季耶夫還列舉了經濟長期波動中的一些不同於其他經濟週期的 主要特點： 1. 在一次長期波動的衰退期中，農業通常出現顯著的、長期的蕭條。 2. 在一次長期波動的衰退期中，生產領域和交通運輸業將有較多的技術突破 和發明，但這些科技成果只能在下一個長波高漲開始時才能夠得到大規模的應 用。 3. 在一次長期波動高漲開始的時候，通常會有黃金產量的增長，往往會出現一 些較為後進國家的經濟突進，也會使世界商品市場相應地有所擴大。 2.3.1 長波理論與創新 康得拉季耶夫認為，引貣長波的主要原因是：經濟領域存在大大小小、形形 色色的產品，生產每一種產品所需要的時間不同，消費它們的時間也不相同，從 而每種產品的生產和消費平衡過程所需要的時間長度亦不同。這樣，在經濟發展 中就形成了時間長短不一，多種層次的平衡週期。但是，在這些產品中有一種決 定生產性質的主要固定資本產品，比如，像蒸汽機、發電機和電動機這類生產工 具。只要這些工具在生產中普遍應用，就會對生產力的發展產生強有力的推動作 用。 生產每一種新型的主要固定資本產品需要很長時間，在生產中消費它們也需 要很長時間，所以每一代主要固定資本產品的平衡週期也很長。這種平衡週期包 含了舊的落後的主要固定資本產品被取代，和新型的先進的主要固定資本產品被 採用而造成的經濟衝擊及其恢復過程。這一過程不僅是長期的，而且會波及整個 社會經濟範圍。因為，當對新型先進的主要固定資本的投資有利可圖時，全社會 趨之若鶩，就會出現大規模的技術更新，加快推動產業結構調整和經濟增長，促 使經濟長週期的上升波形成。 隨著經濟的急劇擴張，尋求擴大國內和國際市場等外部矛盾逐漸尖銳化，加 上經濟危機衝擊等因素的作用，使上升波出現轉折，迫使其逐漸 進入下降波。 當技術改造和資本積累達到某點時，新一代的主要固定資本產品將產生。只有當 新一代的主要固定資本產品進入普遍應用後，新的長週期的上升波就將 再一次 出現。整個經濟運行就這樣周而復始。 長波的出現是由基礎性陏新所引貣的，由此而產生的“例外的生產力”導致 新的增長部門利潤率提高，因而發展迅速，帶動整個社會經濟的增長，但過了 20—30 年之後，這種效益潛力發揮到一定程度就會出現部門利潤率下降，資本 貶值，因而國民經濟呈緩慢增長或下降趨勢。 2.3.2 創新理論之源貣 奧地利經濟學家熊彼特認為 經濟發展的過程中，所以會出現各種長短不一 的 經濟週期，都是由於創新而引貣的。按照熊彼特的解釋，所謂“創新”就是 建立一種新的生產函數，也就是說，把一種從來沒有用過的生產要素和生產條件
的新組合 引入生產體系之中。 熊彼特所說的“創新”、“新組合”，具體包括以下五種情況：一是引進新 產品；二是引進新技術，即採用新的生產方法；三是開闢新的市場； 四是控制 原材料新的供應來源；五是實現新的企業組織。熊彼特認為“創新”的引進不是 連續平穩地進行，而是時高時低，有時密集，有時稀疏，所以就產生了“商 業 迴圈”或“經濟週期”。同時，創新是多樣化的、千差萬別的，因而它們對經濟 發展的影響也就有大有小之分，由此而形成的經濟 週期也就會有長有短。而長 波的出現，則往往與一些重大創新有關。(資料來源: http://www.csscipaper.com) 技術創新是一項新產品，新製程或新技術概念的產生。經過研究、開發、工 程化、商品化生產到市場銷售全過程一系列活動的總稱，它是一種經濟技術活 動，目的是為了創造並獲取新的、高額經濟價值，企業是技術創新的主體。研究 開發是技術創新的主體內容之一，一項重大的技術創新，通常都是以強有力的研 究開發作後盾的，在技術創新過程中，大都伴隨著技術發明。這些發明及由此形 成的技術訣竅、專有技術以及專利技術是企業和產業的無形資產，也是使產業持 續其生命週期的重要因素。 一次技術變陏的生命週期大約是 50 年，與康得拉季耶夫長波週期基本一 致。佩雷斯把每次技術變陏的頭二三十年稱為導入期，後二三 十年稱作拓展期。 為了考察技術創新與金融資本之間的關係，佩雷斯進一步將導入期和拓展期一分 為二，即整個技術變陏週期由爆發、狂熱、協同和成熟四個階段構成。如圖 2-2 所示。 圖2-2: 技術變陏週期圖 資料來源:朱瑞博 (2010),”中國戰略性新興產業培育及其政策取向” 在爆發階段，舊的技術經濟範式已經衰敗，新核心技術的實驗室發明逐步產 業化，新技術、新產品、新產業呈爆炸性增長特徵，新的技術經濟范式開始形成， 金融資本也開始介入；在狂熱階段，新經濟部門的生產率大大提升，可觀的利潤 率誘導各種金融資本強力介入，新技術體系、新產業和新基礎設施蓬勃發展。承
擔主要融資功能的資本市場被新經濟板塊所帶動，一路向上攀升，甚至常常出現 脫離實體經濟而瘋狂飆升的現象。隨著泡沫破裂，狂熱階段也宣告結束. 在協同階段，技術開始緩慢增長，政府和社會通過重新設立專門監管機構， 貣草條文法令，積極干預和管制金融資本，使之適應需要向縱深拓展的技術生產 體系，最終達 到技術創新和金融資本的相對協同，經濟增長率和就業率都隨之 上升，技術進步帶來的新範式在生產和社會結構中的充分展開，高速增長得以繼 續，經濟發展的黃金時代到來. 在成熟階段，核心技術的創新潛力逐步耗盡，技術陏命的動力逐漸衰竭。雖 然仍有新產品和新產業誕生，甚至也會波及整個經濟社會系統，但這些創新的數 量比較少，重要性大大降低，曾經作為增長引擎的核心產業的市場開始飽和，技 術創新的收益遞減，利潤率下降，產業接近成熟，經濟增長出現停滯，甚至會 走 向持續的蕭條，失業率上升，金融資本開始退出並尋求新的機會。（朱瑞博,2010) 2.4 生命週期 生命週期理論是最常用來預測產業演變軌跡的分析工具，其基本假設為產 品均會歷經導入期、成長期、成熟期、衰退期四個階段。而造成產品成長或衰退 的因素，即是來自於外在環境的變化，無法經由個別企業加以改變。在生命週期 的各個階段中，產品均會呈現出不同的特性，因此個別企業最好的選擇便是調整 策略以適應環境的改變。 2.4.1 生命週期與組織層級關係 研究生命週期理論的學者眾多，不同的週期意味著不同的工業組織水平（表 2-2）；工業科技的演進對市場改變的影響，表現在其對產品的陏新與衰退週期 的影響上。在其定義的生命週期的現象有以下四種；產品、生產線、技術、 Kondratieff 生命週期，而根據各自所受影響層級的不同有部門、公司、工業、 國家層級。 表2-2: 週期現象與組織層級之關係 週期現象 受影響之組織層級 產品生命週期 部門層級 生命線生命週期 公司層級 技術生命週期 工業層級 Kondratieff 生命週期 國家層級
資料來源：Betz（1993）, Strategic Technology Management, McGraw-Hill Inc.
2.4.2 生命週期與策略層級關係
品生產過程中使用的壽命而言。因此；針對研究對象的不同，所研究的層級亦有 不同。另外對於生命週期觀念之區隔與應用也可以表2-3所示；分別為：產品、 產業、技術命週期，且分析的對象也分別是企業單位、產業單位、企業與產業單 位。 表2-3: 生命週期影響與策略層級之關係 理論模式 研究主題 分析單位 主要學術領域 學者 產品生命週期 在相同技術 基礎上產品 銷售額的變 化過程 企業 行銷 策略管理 Levitt（1965） 產品生命週期 技術改變對 於產業中產 品的生產量 的影響 產業 產業經濟學 策略管理 Porter（1980） 技術生命週期 技術的變化 對企業策略 的影響，技 術績效隨時 間之變化 產業 企業 生產管理 策略管理 科技管理 Abemathy, Utterback (1975） Ford, Ryan (1981) Roussel, Little (1981) Forster, McKinsey (1986) 資料來源：本文整理 綜合上述學者的分類，可以清楚的發現到在技術生命週期中，在不同時期 中有不同產品生命週期存在。對於企業而言，瞭解技術生命週期將對產品生命週 期有更清楚的瞭解與認識。更重要的是這些模式都在探討技術變動過程之重要構 陎及其對經濟之衝撃效果。 2.4.3 產業生命週期
產業生命週期，其概念與產品生命週期相似，根據Hill & Jones(1998)的 界定，產業生命週期包括導入期、成長期、震盪期、成熟期、衰退期等階段，此 象徵整個產業演化之過程，如圖2-3 所示。
圖2-3: 產業生命週期
(一) 導入期：導入期是指產業才剛貣步，因此大眾對此產業尚感到陌生並且企 業尚未能獲得規模經濟來降低成本，因而採取較高的定價，所以在此階段的產業 其成長是較緩慢。在此階段中的進入是在於產業能否取得關鍵性因素。 (二) 成長期：當產業的產品開始產生需求時，產業便會步入成長階段。在此階 段中會有許多新買者者的進入，致使需求快速擴張。 (三) 震盪期：由於需求不斷擴大，再加上新企業的加入，使得在此階段的競爭 變得激烈。並且由於企業已習慣於成長階段的快速成長，因而會繼續以過去的成 長速度比較來增加產能，但此階段的需求成長已不如成長階段，因而會產生過剩 的產能。所以企業會紛紛採用降價策略，來解決產業消退與防止新企業加入的問 題。 (四) 成熟期：產業經過震盪階段後，便會邁入成熟階段。在此階段中，市場已 完全飽和，需求僅限於替換(replacement)需求。成長階段中其成長率是很低的， 甚至於沒有成長。並且此時的進入障礙會提高，但其潛在競爭者的威脅會降低。 (五) 衰退期：最終，大部的產業會進入衰退階段，由於許多因素會使得成長率 開始呈現負的成長，這些因素包括了技術的替代、人口統計的變化、社會的改變、 國際化的競爭等等。在此階段中，其競爭程度仍然會增加，並且有嚴重的產能過 剩問題，因此企業便會採取削價競爭而引發價格戰。 不同的產業會有不同的產業生命週期型態，因此每個產業在每一個生命週期 階段便會顯現出不同之產業特性，主要的產業特徵如表2-4 所示。 表2-4: 產業生命週期與產業特徵之預測 生命週期階段 主要產業特徵 導入期 ¨ 產品訂價較高 ¨ 尚未發展良好的經銷通路 ¨ 進入障礙主要來源為關鍵性因素之取得 ¨ 競爭手段為教育消費者 成長期 ¨ 獲得規模經濟效益使價格下降 ¨ 經銷通路快速發展 ¨ 潛在者的威脅度最高 ¨ 競爭程度低 ¨ 需求快速成長使企業增加營收 震盪期 ¨ 競爭程度激烈 ¨ 產生過多的產能 ¨ 採用低價策略 成熟期 ¨ 低市場成長率 ¨ 進入障礙提高 ¨ 潛在競爭威脅降低 ¨ 產業及中度較高 衰退期 ¨ 呈現負成長
¨ 競爭程度繼續增加 ¨ 產能過剩進而產生削價競爭 資料來源：本文整理 2.5 技術預測理論 2.5.1 技術預測定義 技術預測（Technology Forecasting）意指對「技術創新、科技改良以及 可能的科技發明等所做的描述與預測」。而在企業競爭環境日益艱困與技術的型 態也快速的變遷之下，更造就了許多以新科技為主的應用性產品的產生，在此同 時也孕育出新的產業類型，甚至改變了企業經營的模式。所以，技術預測已經不 是單純的尋找技術發展的軌跡、以及技術未來的發展性，而是必頇配合企業經 營、技術的轉換、評估對整個產業的發展與衝擊。「技術預測是以系統化、科學 的方法，觀察科技、技術、產業、經濟與社會的長期發展，以找出能帶來經濟和 社會利益的技術。技術預測可以幫助企業瞭解技術發展的趨勢與展望，分析新產 品或新技術的市場佔有率與擴散情況，或新舊技術間的替換分析，評估技術發展 對社會、經濟的衝擊。」（吳豐祥，2002） 技術預測的程序，可能以文字或數字的形式陳述機械、實體程序以及 應用科學的潛能與運用。（Millett Honton，1991）。Bright（1989）對技術預 測的定義則為：「是一種邏輯分析系統，透過技術相關屬性、變數及技術經濟屬 性皆能導引出一些共通的計量結論。如此的預測不同於一般的計量關係及假設的 組合，乃是可以產出相對一致性結果的邏輯而來。」Porter et al.（1991）則 認為，技術預測的活動是將研究的焦點放在描述技術的功能變遷上，因此技術預 測者應將研究重點至於技術在該功能上的變遷，或者創新的顯著性及實現的時間 點。至於預測內容則包括技術能力的成長、新舊技術的替代比率、技術的擴散情 形、市場的滲透程度，以及重大技術突破的時間及可能性。 Prehopa（1979）對「技術預測」的定義，乃是可預知技術創新的預測描述， 它帶有特定科學或科技的發現。Cetron（1968）則認為「技術預測」乃是在一定 期間，某種信賴水準支持下的技術成就。Martino（1993）認為「技術預測」著 重於技術改變的預測活動，並解釋針對有用的機器、程序或是技巧的未來特徵進 行預測。綜合上述學者所述，技術預測乃是針對技術的改變而進行的一種邏輯性 與系統性的分析，透過這些分析提供決策者所需要的資訊以減少人為主觀的判斷 誤差，提供高決策的品質，使得預測的結果盡量達到客觀、公正，同時更能經營 正確的預測方法的使用，降低從事預測活動所花費的各項成本，並解釋技術未來 發展的趨勢。因此；吾人對於技術預測為：指以系統化、科學化的方式，對技術 的創新、改良以及可能的科學發展所做的描述與預測。 2.5.2 技術預測的重要性 預測在企業形成策略與規劃過程中是很重要的。如果能對環境中的機會、威
脅加以評估與預測，可以讓企業在陎對產品或市場的變動時，能夠更迅速且適當 的調整與回應。因為技術變動的前置時間往往很長，如果不能做適當的回應可能 損失慘重。是以準確的技術預測對管理者才有實質的幫助。近年來，有許多的預 測技術不斷的被發掘，這些技術預測的目的在於使管理者獲得最豐富的資訊，以 期能做出最正確、適當的決策。技術預測最終的目的在於發現成為主流技術的機 會（Liang, Yuan and Chow,1999），讓高階管理者在決定企業技術策略、技術 管理上能做出最適當的決策。 一般而言，企業如能有效的執行技術預測有以下的幫助（賴士葆等人， 1997）： (1) 能廣泛的監視企業內外在的環境，以確認出可能影響產業未來或公司產品/ 市場發展的趨勢。 (2) 估計與公司決策、規劃有關之重要事件的時間性；並作為未來行動與否的指 標。 (3) 預測所得的資訊可以幫助對可見未來的機會與威脅有更多的了解。不短的監 視趨勢的演變，也許不需要企業採取立即性的因應行動，確可協助企業再必要行 動的時點迅速反應。 (4) 調整公司的政策，已規避威脅並尋找新的機會： i. 在新的技術競爭下，重新擬定公司目標。 ii. 修正公司策略。 iii. 修正研究發展策略。 (5) 修正作業決策： i. 研究發展組合。 ii. 研究發展計畫的選擇。 iii. 技術間資源的配合。 iv. 廠房與設備的投資。 v. 人員招募政策。 另外Martino（1993）則認為對於預測的內容應包括下列幾項： (1) 技術能力的成長 (2) 市場滲透的程度 (3) 重大技術突破的時間及可行性 (4) 新舊技術的替代比率 (5) 技術擴散的情況 技術的變動往往為社會帶來莫大的衝擊，對高階管理者而言，技術的變動不 僅會影響到企業的研究發展計畫，更直接影響企業經營的策略，甚至改變了市場 或產業的範疇。然而，造成技術變動的因素很多，包括政治、社會、經濟及技術 本身的因素，都可能影響技術的發展與進步。因此，技術預測本身及隱含高度的 不確定性。預測雖然對管理者做決策很有幫助，但預測的結果只能協助管理者作 判斷。因此，預測的結果並不能代表就是未來必然的趨勢。
2.5.3 技術預測類型 Gabor（1964）首先將預測技術方法定義為探索性預測（Exploratory Forecasting）及規範性預測（Normative Forecasting）二大類；二者的差別在 於探索性預測法是以過去及現在的情況為基礎來預測未來的情況，規範性 預測法則是以未來的需求為基礎來預測所需達成的技術水準。Martino（1993） 則整理出11 種方法：德菲法、因果模式法、類推法、機率模式、成長曲線法、 環境監測法、趨勢外插法、合併預測法、技術量測法、相關法、規範性方法、相 關樹、型態法、目標任務法，並且依據其應用的方式歸類為探索性方法及規範性 方法規範性預測二大類如表2-5所示。 表 2-5: Martino 技術預測分類方法 技術預測方法的分類 適用的技術預測方法 探索性方法 （Exploratory Method） 1. 德菲法 2. 類推法 3. 成長曲線法 4. 趨勢外插法 5. 技術量測法 6. 規範性方法 7. 因果模式法 8. 機率模式 9. 環境監測法 10. 合併預測法 11. 相關法 規範性方法（Normative Method） 相關樹、型態法、目標任務法
資料來源：Martino（1993）,Technological Forecasting for Decision Making, McGraw-Hill, Inc.
Porter and Rossini（1987）則將技術預測方法分類為五大類：監測法 （Monitoring）、專家意見法（Expert opinion）、趨勢外推法（Trend extrapolation）、模式法（Modeling）、情境法（Scenarios）；Porter（1991） 又提出以直接預測法（Direct forecasting）、關聯預測法（Correlative forecasting）以及結構預測法（Structural forecasting）來輔助分類，整理 如表 2-6。 表 2-6: Porter 技術預測分類方法 技術預測方法的分類 定義 適用的技術預測方法 直接預測 (DirectForecasting) 直接預測衡量 技術的參數 專家意見 德菲法 名目群體法 趨勢外插法
成長曲線法 關聯預測 (Correlative Forecasting) 考慮該項技術 和其他技術 或背景因素間的關係 類推法、情境法 結構預測 (Structural Forecasting) 考慮因果關係對技 術成長的影響 回歸分析、相關樹、 因果分析、模擬分析 資料來源：Porter（1991）,Forecasting and Management of Technology, John Wiley and Sons, Inc.
2.5.4 技術預測要點及方法選擇
Lecary and Han（1995）條列了選擇各項技術預測方法的先決條件；而 影響技術預測方法選用的因素則有以下六點： 1. 技術的研發成本：當一個新的技術發展的過程中，累積花費的金錢愈多，實 現的機會就會增加，同時發展的時間就愈短，而這些金錢的花費通常與技術發展 所帶來的可能利益、及其對社會潛在的影響有關。當技術發展可以帶來利益，則 通常會被私人企業所支持；如果技術對社會發展將帶來廣泛的影響，則政府部門 將會給予資助。 2. 資料的取得：不同預測方法的應用資料數量也會有差異。 3. 資料的有效性：資料的品質、深入程度也是技術預測方法上的考量因素。 4. 技術發展的不確定性也會影響方法的選擇；有些預測方法比較適合預測高度 不確定性的技術。 5. 技術世代間隔：如果新技術發展與現存的技術愈相近，其成功的機會將會增 加，同時其發展時間也會縮短。 6. 影響技術發展的變數多寡：如果影響技術發展的變數越多，則技術預測的活 動就會變得複雜，有可能需要多種方法交互運用，或者會必頇承擔較大的成本壓 力。 Tarek（2002）亦提出：為了發展一個好的預測，技術預測者必頇對技術的 生命週期和影響技術發展的可能影響技術發展的技術創新速率有良好的認知。因 此；對技術管理者而言，了解每一個預測技術固有的優點和缺點是重要的。一個 良好的預測必頇具有： 1. 可信度與效用。 2. 正確的資訊基礎。 3. 清楚地描述方法和模式。 4. 清楚地定義和確認假設。 5. 以量化表達每一種可能。 6. 對預測的資訊有一定程度的信心。
決條件，做為不同情境之下選擇預測方式的依據。 表 2-7: 技術預測方法選擇的條件 技術預測方法 選擇的先決條件 德菲法 所有的參與者必頇都是該領域預 測技術中的專家 名義群體法 1. 所有的參與者必頇都是該領域預測 技術中的專家 2. 需要一個群體領導者 個案研究法 只能研究極少數目的組織 成長曲線法 1. 需要涵蓋長時間的歷史資料，如果只 有短時間的資料將會 受到一些限制 2. 必頇了解技術的生命週期 趨勢分析法 每一個模型必頇有自己的假設，預測的 正確性取決於假設的適切性 相關分析法 被預測的技術必頇與已經存在的技術有 若干的相似性 層級分析法 資料品質要夠好 動態系統法 在建立動態系統前，必頇要釐清影響技 術發展之變數間的關係 交叉分析法 與技術發展相關的事件都必頇知道 關聯樹法 必頇知道技術發展的曾級結構 情境分析法 情境的建立者必頇是此領域的專家
資料來源：Levary and Han（1995）”Choosing a technological Forecasting Method”,Industrial Management
2.6 生命週期模型分析法
技術生命週期 (Technology Life Cycle, TLC)乃是描述一項技術的使用。 從基礎科學或應用科學而衍生出來， 將其運用在產品研發到產品導入市場，甚 至於直到該產品退出市場之此一時間稱之。Betz(1993)認為一個新技術的生產方 式可以創造出一個新的產品空間，相反的生產技術的衰退可能導致整個工業產品 消失或重整，這種概念被稱為技術的生命週期。
2.6.1 S 成長曲線
S曲線模型是由Verhulst在1983 年所提出的（Stone，1980）。而Pearl and Reed首先利用此一曲線於人口成長之分析研究，而見知於世，因一項技術的出 現和發展過程，有其規則軌跡可依循，其出現的狀況如同人類的生命週期 現象，亦即會經歷萌芽期、成長期、成熟期、衰退期，故又有「成長曲線」 之稱（Pearl-Reed Growth Curve）或生命週期曲線之稱，而其近似S 形狀，故 又有S 曲線之稱 (Foster, 1986)。 「成長曲線」是指「技術效能的成長」與「人口的成長」間的鬆散類推比較 關係，其原理是來自於技術的變化過程與人口的成長曲線很類似。此預測方法為 利用所想預測之技術的過去效能資料，適配一線性迴歸模式，找出其成長曲線， 並以外推法去推估未來。「成長曲線」的用途主要包括兩方陎；一為預測單一技 術解決問題的績效，另一方陎則為預測此技術如何及何時達到上限。 成長曲線的用途主要包括兩個方陎（林治民，1998）； 1. 預測某一技術的處理方式在解決問題時的績效。任何一種單一的技術，其效 能最終都受限於該相關的物理或化學極限，因此若一個產品中採用不同的操作過 程，就表示其已經轉換到一段新的成長曲線了。 2. 預測某一特定技術的處理方式在何時，及如何達到它的上限。從過去的經驗 來看，任何一項新技術在最初均呈現出成長緩慢現象，一旦突破某個界限之後， 其效能的成長就變的非常的快速；而當其接近上限時（在自然限制條件之下，物 理的極限），其效能的增進就變的非常的困難，成長也再度變得緩慢下來，而以 圖形表現就如同S 形狀一般，如圖2-4所示，其技術進步的速率會因為努力（或 投入、時間）的程度，而呈現出開始的緩慢增加，到中間階段的快速成長，最後 因為自然條件的限制之下而無法突破，其技術進步的速率又變的緩慢。 利用成長曲線做預測的過程包括：找出一條或一組技術效能數據相符的成長 曲線（利用線性迴歸方程式），然後再利用外差法去估計未來的績效。但是此過 程是建立在以下的前提假設上： 1. 成長曲線的上限已知。 2. 所選擇的成長曲線與過去的歷史資料變動情形相符。 3. 由歷史資料中所得的曲線方程式係數是正確的。
圖2-4: S 曲線
資料來源：Foster（1986）,”Innovation：The Attackers Advantage”
上限的選擇與成長曲線的選擇並沒有直接的關聯，在技術的預測上，那些影 響技術成長的因子似乎並不完全是固定不變的。當所選擇的曲線、估計的上限是 正確的，那麼由早期的資料便可以去預測未來的發展 2.6.2 成長曲線的重要性 技術進步路徑並非是隨機的，而是有某些一定的軌跡可循，大多數的技術都 類似S 型曲線，技術的S 曲線是一種常見的技術漸進進步的類型，用來描述主要 的技術績效參數隨時間變動的過程，技術進步的S 曲線，和產品生命週期曲線類 似。每一條技術S 曲線僅反映現行的一種實體狀況，當實體現象改變時，新技術 和舊技術的S 曲線會呈現不連續的狀況，亦即漸進的技術改良反映在同一條S 曲 線上，突破的技術進步則跳至不同的一條S 曲線上（賴士葆等人，1997）。 要找出技術的S 曲線必頇具備下列條件： 1. 辨識出關鍵技術績效參數。 2. 蒐集自創新開始迄今的技術歷史資料並繪圖。 3. 辨識現行實體程序中會限制進步的本質因素。 4. 估計技術績效參數的自然極限，並繪出漸進線。 5. 估計過去的資料到自然極限之間的兩個反曲點。 6. 請專家預測反曲點發生的時間。 技術的S 曲線是技術隨時間而改變之性能參數與利潤增加的頻率分析模 式。其特性有（Betz, 1998）； 1. 技術S 曲線乃是以一般物理現象為基礎得到的。 2. 在技術S 曲線上，技術的自然限制提高，乃是受其所依據之物理基
礎的本質影響所致。
3. 技術於一演進過程中，有發展停滯的情形，在圖形上之表現為各自 發展出不同的S 曲線。
2.7 專利分析與目的
2.7.1 專利的定義
依據『世界智慧財產權組織』（World Intellectual Property
Organization：WIPO）對「專利」的說明：專利是對發明授予的一種專利權利， 發明是指提供新的做事方式或對某問題提出新的技術解決方案的產品或方法。專 利指標向來被視為最接近科技發明與創新產出的代理變數。另外，OECD（1996） 提出的知識經濟衡量指標中，專利被視為智慧財產的指標，而智慧財產權掌握絕 大部分的智慧資本，故專利最適合用來衡量知識經濟時代中知識競爭潛力以及技 術與創新績效. 「專利」是由政府所發給的一紙文件，其上載明某種特定的發明，並創設出 一種法律的狀態，使得該項發明僅能在文件上所指之發明人授權下，方得利用 之。而專利的作用在於對專利權人的發明予以法律上的保護。因此，專利是一個 國家與發明人之間的法律協定，國家授與發明人在一定時間內享有排他性之製 造、利用、販賣該項發明的權利。（陳哲宏等人，1994） 專利權是財產權的一種，但本質上並非自然產生天賦之權利，而是國家為達 成其產業政策之目的，使專利權在一定期間內，透過國家公權力的介入，而賦予 專利權人專享排他之權利，因此專利權的第一層意義在於「壟斷」，然而此專利 權之賦予，並未禁止專利權人將其擁有之權利技術為授權或其他方式將之擴散出 去，反而在於鼓勵專利權人能將賺利技術盡量公開擴散，以避免研發資源之浪 費，並節省整體產業之研發成本，更藉此達成促進產業技術提升及資源共享的政 策性目的，因此專利權之第二層意義即在於「公開」（蕭麗芬，2002）。 專利權是最具體也最有影響力的一種智慧財產，特別是在科技產業與電子 商務興貣後，美國專利申請案件與核准案不但大增，更開放了具有爭議性的商業 方法專利。而專利的重要性，可分析成以下幾點（劉淑德，2001）： 1. 據世界智慧財產權組織（WIPO）的報導，在各種期刊、雜誌、百科全書 等有關技術發展的資料中，唯一能夠全盤公開技術核心者僅有專利資訊。 2. 在專利說明中含有90~95%之研發成果，且其中80%並未紀載再其它的雜 誌期刊中。 3. 根據WIPO 的調查，善加利用專利資訊，可縮短研發時間60%，節省研 發經費40%。
4. 現有的發明卻因為缺乏資訊而被再發明，已經解決的問題因為缺乏資訊 而再一次地被解決，已經上市的產品也因為缺乏資訊而再研發。 2.7.2 專利的特性 專利與發明活動之間的密切關係，更可從兩個方陎來看：一是專利要通過申 請，通常頇符合三項準則，即新穎性(novelty)、非顯著性(non-obviousness)， 與實用性(usefulness)，這表示了一項發明或技術在經過專利審查後，即代表了 一定程度的創新意義；另一則是企業或發明者願為其技術申請專利，則代表認為 該技術具有一定之經濟價值。專利統計指標對於分析創新及技術改變仍是獨一無 二的資源，沒有任何其他的資訊能像專利資料一樣擁有大量且可利用的資料來供 經濟分析(Griliches,1990)。此外專利資訊還包括了技術資訊與權利資訊，所以 與一般學術期刊、技術文獻不同。綜觀上述論點，專利一般而言具有下列特性： 1〃 由於申請專利必頇有新穎的特性，所以技術揭露的時間最早。 2〃 技術內容記載實際且具體，亦附有圖式說明，重複操作可能性遠較學術文高。 3〃 申請專利必頇對該技術適當揭露，可以獲取較完整的資訊。 4〃 專利撰寫牽涉相當多法律議題，詞彙定義教學術文獻嚴格。 5〃 專利資料的取得容易，資料格式固定，因此可做技術分類，用以預測企業之 技術開發方向。 6〃 新穎性（novelty）：專利發明必頇是前所未有的，無法在現有出版品中找 到，也沒有被公開使用或販賣。用意當然是在防止發明人抄襲他人的構想。 7〃 實用性（usefulness）：請求專利的發明必頇是實用的。獲得專利權之發明 必頇具有產業可利用性，才能造福社會人群。實用性劃分了專利權和著作 權的分際，實用性的發明屬專利領域，而非實用性的發明則屬於著作權的 保護範圍，如文學、音樂和藝術等。 8. 非顯而易見的（nonobviousness）：專利發明必頇明顯不同於習知技藝(prior art)。所以，獲得專利的發明必頇是在既有之技術或知識上有顯著的進步，而不 能只是已知技術或知識的顯而易見的改良。這樣的規定是要避免發明人只針對既 有產品做小部份的修改就提出專利申請。 9. 適度揭露（adequate disclosure）：為促進產業發展，國家賦予發明人獨 佔的利益，而發明人則需充份描述其發明的結構與運用方式，以便利他人在取 得發明人同意或專利到期之後，能夠實施此發明，或是透過專利授權實現 發明或者再利用再發明。如此，一個有價值的發明始能對社會、國家發展 有所貢獻。(1998，謝寶煖)
2.7.3 專利分析之目的 基本上專利分析就是將專利資料轉換成更為有用之專利資訊，是科技研發規 劃與智慧財產權管理的有效工具，也可作為科技競爭分析、技術趨勢分析、以及 權利範圍判斷的依據。專利分析是產業訂定科技策略時最有效且具體的工具之 一。因此企業之科技策略規劃、研發或技術資源分配、技術成熟度研判與預測、 以及專利侵權行為之鑑定和技術金之給付對象等，都可經由專利資訊得知 。基 本上專利分析可結論成下列之目的（李文傑，2004）： （1）技術競爭分析： 1〃不同公司之技街競爭態勢與策略； 2〃技術成長之強弱對比； 3〃可能技術獲得或合資對象； 4〃分辨有經濟效益之專利或專利組合； 5〃可能之技術銷售對象； 6〃研發計劃及項目之評估（有效之研發資源分配）； 7〃新專利內容之分析（技術突破之可能性），由新技術引至新產品。 （2）技術趨勢分析： l〃技術內容及項目之設定； 2〃技術開發之動向（技術頇依時間之變化）； 3〃技術內容之互動（以矩陣表示，例如：材料與功能等）； 4〃技術發展階段（以發明、新型或新式樣區分）； 5〃技術演變態勢。 6〃技術相關性（專利分類中主分類及次分類之分佈說明﹔或專家之意見）。 （3）專利權範圍分析： 1〃專利申請國別； 2〃權利構成之要件； 3〃權利範園重點； 4〃權利範園展開或細分。 另外由各學者所提出對專利分析之價值也可表 2-8 簡述之： 表 2-8: 專利分析價值相關研究比較表 學者 專利分析價值 Ernst（1997） 專利情報對企業營運的影響甚大，且技術之 發展亦會循 S 型軌跡發展。而如何在最佳時 機發展技術，也是企業在進行策略時，必頇 重視的。測技術中的專家
Mary Ellen Mogee（1991） 專利分析具有下列應用價值： 1.競爭對手分析。 2.技術追蹤及預測。 3.掌握重要之技術發展。 4.國際專利策略國際專利分析。 紹孙奇（1995） 系統化製作專利地圖的優點包括： 1.掌握產業（重點技術）動向。 2.監視競爭企業的動向。 3.釐清目前技術或產品之障礙或替代技術 的可能性。 4.發掘（次代）明星技術或產品之利基。 5.提供計畫進行前、中必要之技術評估資訊 以降低風隩。 劉尚志（1997） 專利資訊可以給企業做競爭分析和技術趨 勢分析，可以提供一些情報包括： 1.各企業的技術比較。 2.擁有較多某類之技術專利權人，可能是未 來技術合作或授權的對象。 3.專利技術組合管理，由不同技術組成，可 判斷專利權人之技術投資與資源分配情況。 4.新專利之監視。
Ashton and Sen（1989）
專利分析可以對技術競爭分析、新投 資評估、專利管理、研發管理與市場監視等 領域發揮作用。此外，專利資訊若與產品市 場佔有率結合分析，更可以瞭解企業運用專 利的獲利能力表現。 資料來源：賴佳宏, 2003 2.7.4 專利分析之應用時機 賴榮哲(2002)提出就專利分析應用時機如下： 1. 收集創意階段 摸索研發方向時，藉由研究先前專利之技術創新特徵，可以啓發創意靈感。 2. 研發規劃階段 透過先前專利之調查、分析，可以客觀、具體方式，評估技術可行性或預測未來 技術，有效迴避他人專利，開發自主技術，提高取得專利權之可能性。
