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1843 年，孟德爾 (Gregor Mendel) 的遺傳學實驗為人類的基因相關研究揭開了序幕； 160 年後，隱藏在人體內的基因密碼已成為數位化的資訊在全球廣為流傳。 1989 年，昔日史丹福大學的教授 Stephen Fodor 及 Lubert Stryer 共同開發出生物晶片的原型； 15 年後， Affymetrix 生技公司已經成功將人類基因體的生物晶片產品 GeneChipR 推廣至全世界。

資訊科技與網際網路的串連，將全球的科學研究速度向前跨了一大步，在十倍數的時代，資料處理已不再是單一資訊的分析可以滿足，同步進行相同變數的研究除了可以快速獲得研究結果之外，不同實驗過程的差異性亦可降至最低。生物晶片產業的崛起無疑為同步大量分析提供了最佳的解決方案。

一般而言，生物晶片泛指應用半導體策略以矽晶片、玻璃或高分子為基材，整合微小化技術如微機電、光電、化學、生化、醫學工程及分子生物學等領域，用來作為醫療檢驗、環境檢測、食品檢驗、新藥開發、基礎研究、軍事防禦、化學合成等用途的精密設備。由於生物晶片運用了半導體製程概念，並結合生物相關技術，整合大量平行處理、微流體或其他功能，因此過去必須分次進行的研究，現在已經可以在單一晶片上處理。

隨著半導體科技產業技術的突破，微機電甚至奈米技術的興起，結合生物科技核心的生物晶片產業所衍生出的產品種類也愈來愈多元化，包括大量平行處理的微陣列晶片 (Microarray) 、強調功能整合技術的微流體晶片 (Lab-on-a-chip) 以及相關周邊設備 (Instruments) 等三大類。若由晶片上的生化分子來區分，則生物晶片又可區分成 DNA 晶片、蛋白質晶片及特殊用途晶片等。

成立於 1988 年的產業龍頭 Affymetrix 在歷經連年虧損的情況後，終於在 2003 年出現了小幅獲利的情況，代表生物晶片的應用市場在成本逐漸降低之下，已經漸漸為使用者所接受，未來勢必將對生命科學研究造成革命性的影響。我國發展生物晶片技術亦有多年的經驗，然而受限於生產成本的限制，生物晶片市場並不容易快速拓展。在技術、市場、人才及所需資金均有所限制的情況之下，我國生物晶片的發展仍需要投入更多的資源。以下將針對全球最新的產業動態作分析。

生物晶片產業發展至今大致上可以區分為如表一所列八項類別，包括 DNA晶片、系統設備、分析軟體設計服務、 DNA 晶片研發服務、蛋白質晶片、蛋白質晶片系統設備、實驗室晶片及特殊用途晶片產品等。目前較為成熟的生物晶片產品仍 DNA 基因晶片相關的產品為主，蛋白質晶片受限於載體表面化學技術，其研發成本仍偏高。自從 1990 年，生物晶片市場龍頭 Affymetrix 推出第一項商品化的微陣列晶片以來，生物晶片產業至今已有十多年的歷史。在生物晶片發展的這段時間，許多新廠商進入此一市場，也同樣有許多廠商退出市場，主要關鍵仍在於生物晶片產品的特殊性。

生物晶片基本上為一類跨領域技術高度整合的生技產品，雖然其核心反應仍以生化作用為主，但為達到晶片設計預期的目標，仍須仰賴各領域的工程技術及研究人員的通力合作才能完成。例如生物晶片流程中，就包括了檢體處理、探針及 DNA 引子設計、酵素反應技術、微流體管線設計、探針根植技術 (probe immobilization) 、檢測標的物標示 (target label) 、雜交控制、偵測系統、基因資料比對及信號解讀等相關技術。透過整合來自分子生物、材料科學、微機電、表面化學處理、光電科學及生物資訊等科技，才能完成生物晶片之設計及製造。

資料來源： Takeda Pacific ；工研院 IEK(2006/02)

儘管技術上需要許多跨領域技術的整合，但影響生物晶片產業發展的限制因素之一仍是專利上的議題，例如 Affymetrix 的每平方公分 400 點專利，限制了許多後續進入者的發展速度，雖然造成產業極大之進入障礙，但是也因而妨礙整體產業的發展。為了突破先進者的專利障礙，專利技術佈局便成為公司競爭優勢的最大來源。在專利布建已完整的情況之下，未來新廠商勢必面對既有廠商的專利限制，產業儼然已為新進者樹立了難以跨越的障礙。

製造技術的改良與應用領域的拓展為全球生物晶片市場帶來充裕的成長動能。後基因體時代，大量的生命資訊分析需求也促成了市場需求面的快速成長，包括應用於製藥產業的藥物研發、臨床試驗檢測、現有分析設備的替代需求等。另一方面，新興廠商為突破專利限制，也為新技術的研發投入了豐沛的資源。製造創新技術在這幾年間快速前進，以微陣列晶片為例，從早期的墨點法、微影光罩法到後續之噴墨法、分子印章法或植入式磁珠法等，都是技術或產品持續創新的最佳例子。

供應面與需求面的互相成長，成為全球生物晶片產業快速成長的最大動力。根據 Takeda Pacific 的研究預估 ( 參考圖一 ) ， 2005 年全球的生物晶片市場將高達 25.7 億美元，較 2004 年的 20.6 億美元成長了 24.7% 。其中，又以 DNA 晶片產品及其試劑組的市場占有率為高，大約有 38% 的市場比例，而用來讀取分析訊號的 DNA 晶片設備則有約 19% 的市場占有率。