1.產業技術現況(產品創新理念源起)
       TrendForce旗下綠能事業處LEDinside最新「2017-2021年LED產業需求與供給資料庫」顯示，2017年的LED產業受惠於LED市場價格止穩，加上車用照明與戶外建築景觀照明領域的快速成長，LED inside預估2017年的LED產值達到171.6 億美金。未來需求市場包含IT 顯示、一般照明市場、建築與景觀照明、車用照明、顯示屏、紅外線與紫外線等應用將大幅成長；其中LED前段之磊晶為LED產品的重要製程，佔產品成本的比例甚高。以通用照明為例，磊晶片約佔產品成本的20%。

       因應LED節能照明產品推陳出新的市場需求，使得LED產品研發週期必須加速與縮短，傳統上的做法是使用發散型(trial and error)磊晶實驗設計來找到最佳化參數以縮短調機時間。根據業界之經驗，測試一組參數需要6到8小時，找出最佳化製程參數往往耗費1週，影響LED產品上市時間，此方法不僅開發時程長(LED製程參數最佳化需時1週)、成本高、效率低及必須仰賴具多年磊晶製程經驗人員判斷參數設定，而開發出來的產品還要長時間調整才可上市，因而造成時間以及成本的浪費，且隨著新產品製程複雜度日益提升，能掌握多變資訊的資深工程師至少需有多年經驗，再加上產業競爭對手挖角情況嚴重，使得培訓資深工程師困難，導致世代光電半導體產業難以維持競爭優勢。因此建立一套製程參數優化軟體技術，突破傳統磊晶廠人為調控找出最佳化製程參數方式，大幅縮短調機時間及節省製造成本，進而提升產業競爭力亦是關鍵研究課題。

       此外，LED 新結構的研發需具備基礎學理(化學、機械、流力、質傳及熱傳等)，一般製程人員為光電背景，對於化學反應過程不理解;而設備人員對製程不了解，往往在新結構的開發能量不足，因此如何輔助磊晶製程人員在製程上的突破，數位化製造系統的導入，並建立一套經驗傳系統，以取代人為經驗調控是刻不容緩，以上產業現況論述即為本產品創新理念源起。

2.產品開發之動機與目的

       世界各國政府都把高科技的產業設備列為產業發展之重點，各個明星產業會隨著景氣、產業的轉移而有成長到逐漸成熟，但是高科技產業設備卻是能夠不斷成長深耕，並可扮演帶動智慧機械產業升級的重要火車頭。2017年台灣高科技設備的市場規模達5,157億台幣，主要是以半導體、顯示器等生產製造設備為主，而台灣高科技設備（不含零組件）產值達到1,680億台幣，相較2016年成長30％，是台灣產業中少數能夠有此大幅成長的行業，且此產值已超越工具機行業產值。

       光電半導體之真空CVD 鍍膜為其重要的高科技設備，真空CVD 鍍膜要求最為嚴苛且複雜的，莫過於金屬有機化學氣相沉積(Metal Organic Chemical Vapor Deposition,簡稱 MOCVD) 磊晶製程。MOCVD磊晶設備是光電半導體產業之關鍵製程設備，應用市場與產業非常廣泛，不只應用在LED領域，其他如無線通訊、雷射二極體、半導體、太陽能光電，以及高功率電子元件等產品的磊晶製造，皆需依賴MOCVD設備才能達成產品光電特性的需求。

       MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition)磊晶設備是光電半導體產業之關鍵製程設備，此磊晶製程設備發展至今已有50年，但全球仍僅有威科（Veeco）、愛思強（Aixtron）這兩家業者，就是因為磊晶製程是多重物理化學耦合現象，包含三五族氣體、高達攝氏一千度的高溫複合材料、流體動力、熱傳與化學反應動力等，實在太過複雜，跨入門檻極高。

       隨著LED 已成為照明主流光源，促使MOCVD市場更為明確，根據DIGITIMES統計，2006~2014年全球LED用的MOCVD平均年出貨為305台，近年來以中國大陸的需求量最高，2014年需求量達63%，2015年更高達73.8%。2015年全球MOCVD機台累計安裝量達到3,130台，台灣地區累計安裝數量達約600台，佔全球MOCVD產能的19%，僅次於中國地區1473台累計安裝數量(佔全球產能47%)，所以既有與新興MOCVD設備市場是本產品切入應用之處。

       本產品可輔助光電製程與設備業者達成減少製程材料浪費，縮短新產品導入市場時間與成本、並提高機台產能之功效，此為本產品開發之動機與目的。由於在過去MOCVD市場與文獻中未曾有相關本產品技術被發表過，大部份文獻內容只探討熱流場模擬相關資訊，且MOCVD設備原廠與市售模擬軟體皆不具有本產品預測功能，

       本產品為原創性極高的製造數位化決策技術：創新整合「熱流與氣流場物理控制(Macro)」及「表面化學反應控制(Micro)」，達到數位化調控製程參數的功能(預測鍍率&膜厚均勻性)，榮獲R&D 100 2017全球百大科技研發獎、工研院機械所104年度傑出創新獎、工研院104年品質管理優良案例獎及智慧財產局103年國家發明創作獎銀牌國內外獎項之肯定。

       本產品永續性應用高：未來可由傳統製程之人為調控(專業技術養成不易)→製程數位化經驗傳承系統(APP)；在短時間內便可吸收眾多專業工程師多年經驗，同時與製程工程師協同研發，雙腦結合讓資淺的工程師變資深，資深工程師成為頂尖，並減少因人才流失造成的商業機密外洩的問題。同時，本產品市場應用性高：不限於應用在LED領域，除了能協助LED業者技術升級外，未來還能應用於其他領域的磊晶製程。這些領域包括半導體、下世代顯示器、太陽能光電、無線通訊，以及高效率功率電晶體等產品的磊晶製造，及應用於其他真空薄製程設備，市場與產業效益將更大。

       展望未來，在既有的「可視化磊晶製程優化系統軟體」基礎上，工研院已於2018年展開一波跨領域合作，進一步可藉由導入AI突破本產品模擬分析物理極限提升品質與準確度，深入AI應用於光電半導體薄膜製程智慧分析與最佳化之先進智慧製造領域，為台灣製造業邁向工業4.0提供更強力的後盾。